目前我国正处于“碳达峰、碳中和”的大背景下，研发超低浓度煤层气洁净高效利用等技术具有重大的经济和社会价值。但是，低浓度煤层气并未被利用，且煤层气的危险性极大，长期以来，危害到煤矿工人的生命安全，造成严重的经济损失。

一个来自贵州太阳集团0638登录网址的化学、化学工程与工艺、环境工程以及冶金工程专业的创新创业项目团队，在偶然间注意到某次因煤层气造成重大安全事故导致了大量人员伤亡，引发了他们的深思：“是否能够实现低浓度煤层气也可以保障安全、洁净利用”的想法，试想着能否通过现阶段尚未发掘的途径实现低浓度煤层气的多层面利用。一方面，可以减少对生态的污染，弥补国家的技术空缺，另一方面则可以给煤矿工人提供一部分的安全保障。通过查询资料，发现煤层气利用方式单一，绝大部分煤层气用于发电，低浓度煤层气基本属于排空状态；并且排放的煤层气中含有大量甲烷，甲烷是具有强烈温室效应的气体，对于升温具有显著的影响。团队在了解低浓度煤层气的相关信息后，便开始着手于研究低浓度煤层气安全环保高效的利用。

2021年，团队对常规催化氧化低浓度煤层气的方式进行研究，了解到传统工艺中是在不影响煤层气抽采系统正常运行的前提下，将排空煤层气进行混合稀释，送至蓄热式氧化炉（RTO）进行直接氧化，将其化学能转化为热能，用于取暖或带动发电机组发电。经过调查发现，常规催化氧化方式存在长明火、控制系统复杂，引入安全隐患，需要外界辅助燃料，甲烷净化率低，容易产生NOx危害物质，并且存在环境的二次污染，价格昂贵，影响其经济性的弊端。于是，团队开始对低浓度煤层气催化的方式进行研究，尝试探索出一条是否可以避开这些弊端且可持续发展的新道路。

团队经过多次的试验研究，发现低浓度煤层气在催化氧化过程中反应不完全，持续时间短。于是，团队对采取的低浓度煤层气样本进行分析。通过考察调研,发现煤层气当中存在着一定量的𝐻2S与𝑆𝑂2 等含硫物质，从而提出猜想：含硫会导致催化氧化不完全。为了验证猜想，项目团队开始对脱硫的工艺进行研究。研究结果证实了猜想：硫会导致煤层气催化氧化不完全。因此，团队经过讨论后开始研发脱硫技术。依托于材料化学工程国家重点实验室,团队进行了百余次含硫物质吸附实验，取得了脱硫工艺的成功。时间到了2022年，为了制备高效催化剂，由于常规催化剂成本较高，所以团队开始重新构筑催化剂反应器结构，结合煤层气样本进行实验。但由于缺乏专业的指导，项目遇到了实验的瓶颈期，于是团队负责人请到中国工程院刘中民院士进行专业的指导，构筑出了蜂窝状多涂层结构，经过多次反复的试验研究，制备出了高效催化剂。2023年，团队试验到了装置小试阶段，为完成设备的装置试验，团队成员进行了多次的试验研究。与此同时，团队也在煤矿企业开展实验，经过研究对比分析，最后，验证出试验数据与实验效果一致。研究如何把造成空气污染的低浓度煤层气进行有效的、安全的开发利用，转化为多种可循环使用的洁净燃料，项目团队就花费了601天，2125小时。

终于，经过两年时间的艰苦奋斗与共同努力，项目团队设计出了一种工艺——以低浓度煤矿煤层气的洁净高效利用为目的，结合煤层气的“偏、散、小”特点和“就近原则”，将低浓度煤矿煤层气的化学能安全、洁净、高效地转化为电能和热能，实现废弃资源再利用和温室气体近零排放。该新型工艺具有多项优异性能，这在其应用领域中具有重要的价值，解决了低浓度煤层气无法直接利用的技术难题。

同时，在项目研究的阶段，专家顾问不仅为团队开展项目研究提供了专业的指导、技术答疑，学院领导也经常慰问关心团队成员，陪伴着团队渡过了一个又一个难关。

目前，该团队正在进一步推进该成果的产业化应用，不断完善各项技术，团队成员也在不断的突破自我，争取早日实现煤层气的资源化利用，创新科学，以所学服务社会。我们期待该团队在未来科研工作中取得更加优异的成果，为绿色低碳循环发展产业体系，早日实现碳中和做出更大的贡献。（供稿/刘行 编辑校对/王良豪 审核/ 雷以柱）

煤矿瓦斯抽采设备

团队成员在进行设备调试

团队成员在煤矿进行瓦斯检测

团队核心成员合照