随着全球气候变化的加剧，减少碳排放已成为各国政府和企业的共同目标。中国政府提出了“双碳”目标，将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。在这个背景下，新能源技术的发展变得更加重要。现阶段，中高浓度煤层气主要通过蓄热氧化技术（RTO）来利用。该技术于20世纪90年代起源于国外，国内起步较晚，目前只有为数不多的几家研究单位进行了相关研究和装置开发。经调查发现：自2006年起，国内利用煤层气的主要技术解决方案是煤层气内燃机发电。但是内燃机会产生大量的氮氧化物，污染大气，且低浓度煤层气不易被内燃机使用，机械装置磨损较高，重复性投资大。除此之外，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。因此，煤层气也被称为“矿工杀手”。

为了研究探索如何将“矿工杀手”转变为可利用的“宝物”，一个由太阳集团0638登录网址本科生组建的创新创业项目团队——猎碳科技，开启了他们的探索历程。为此，他们开展了长达两年之久的实验研究。在项目初期，因缺乏经验及专业指导，实验屡次受阻。为了完成目标，项目团队前往当地多个煤矿进行实地考察调研。在研究如何实现具有安全保障的煤层气利用方法中，项目团队探索出一条将低浓度煤层气洁净利用、将其转化为可安全利用的新型工艺的发展道路。

在项目研究阶段，团队通过考察调研,经过试验研究，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，从而提出疑问：含硫物质是否就是造成催化不完全的原因，于是团队开始着手于这一问题的研究。研究结果得出：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。2022年，团队发现常规催化剂成本较高，为了制备高效催化剂，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，构筑出多涂层结构。2023年，团队试验到了装备测试阶段，在设计的装置上进行试验的同时，团队也在煤矿企业开展试验。经过多次研究对比分析，最后，验证出试验数据与实验效果一致。

在研究试验期间，团队实现了三个技术壁垒的突破。一是脱硫技术的突破：高效地、选择性地处理含硫物质，可防止催化剂硫中毒，并且攻克了低浓度煤层气难催化氧化的国家级技术难题；二是在催化氧化模块当中，经长时间催化氧化材料合成及性能测定，开发出了新一代低含量贵金属氧化催化剂，能够实现煤层气的全转化，提高低浓度煤层气的利用率；三是在膜分离模块中，经过多次的系统研究，掌握了分子筛膜大规模合成与分离装备制造的关键性核心技术，已开发出新型高硅分子筛膜，能够实现对低浓度瓦斯的有效分离提纯。简而言之，这三项技术弥补了我国现有的技术缺陷，可将低浓度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。我国为煤层气排放的大国，该项目技术解决了煤层气排放的问题，对实现“双碳”目标具有重大的战略意义。

该项目团队获得了中国工程院张铁岗院士的寄语：“目前，煤层气在我国的地质资源中占较大一部分比例。若不利用好，则会让他成为人类生态环境的严重破坏者。一直以来，因煤层气发生的安全事故而造成的人员伤亡不计其数。我看到了你们团队研究的低浓度煤层气洁净利用的新工艺，这不仅填补了我国现在的技术空缺，减少经济损失，而且对煤矿工人也提供了一部分的安全保障。希望你们可以在现在的基础上，不断地突破自我，将这项新型技术推向全国，将技术拓展到世界。我相信，在不久的将来，你们会取得更大的进步，在创业的路上一帆风顺，为实现中国梦作出更大的贡献！”

此次成果的取得，充分展示了新时代学子勇毅坚韧、创新进取、勇于探索未知的精神。同时，也为这一领域的发展注入了新的活力和动力，期待着该团队可以在未来的科研当中取得更大的进步，为我国的科研技术增砖添瓦。（供稿/刘行 编辑校对/王良豪 审核/雷以柱）

团队在煤矿调研

团队核心成员合照