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留美博士研发吸附材料 要让偏远地区也能用上天然气

来源:捕鱼游戏 2019-02-20 15:30

摘要:如何能让天然气突破管道的限制,惠及到偏远地区?这是留美物理博士罗臬回家乡创业的初衷,而他所带领的团队所研发的吸附材料,也将帮助天然气更便捷更实惠地走向千家万户。

生活在城市,天然气的使用几乎无处不在,煮饭烧水抑或打的出行,或许我们难以想象,由于管道铺设难度大、运输储备成本高等问题,全国范围内有近70%的地区都还没用上天然气。

事实上,国内的天然气储量相当可观。有数据显示,我国天然气储量连续14年新增探明地质储量超过5000亿立方米,最新数据显示,目前我国页岩气探明地质储量已超过万亿方。再加上目前国家在环保方面的诸多考虑,作为一种环保、安全的清洁能源,天然气的快速推广应用是必然方向。

如何能让天然气突破管道的限制,惠及到偏远地区?这是留美物理博士罗臬回家乡创业的初衷,而他所带领的团队所研发的吸附材料,也将帮助天然气更便捷更实惠地走向千家万户。

带着情怀回乡创业

罗臬是个土生土长的九龙坡人,出生于上世纪60年代末,当时的时代名言是“学好数理化,走遍天下都不怕”,“科学家”也成为很多青少年的人生理想和职业选择,罗臬也不例外。从育才中学毕业之后,成绩优秀的罗臬被保送至华中科技大学学习半导体专业,1987年本科毕业后又到中科院物理研究所继续从事半导体方面的研究。1994年,罗臬走出国门,并于2001年获得美国西北大学物理博士学位。随后,他又来到伊利诺伊州立大学香槟分校从事新能源研究。

2008年,罗臬在负责美国国防先进研究计划署过氧化氢燃料电池课题研究时,发现一种材料对甲烷气体有很好的吸附力,正是这一意外发现和研究基础,促使罗臬投身到天然气吸附储运技术的研发当中。“当时就在想,如何能将这种过去用在尖端项目的材料应用到日常。”2014年,带着改变更多人生活日常的初衷,罗臬回国创业,而对于为何选择回到重庆回到九龙坡,罗臬坦诚,是带着情怀和对家乡发展的期待的。

“川渝地区天然气储量大,涪陵页岩气田目前探明储量6008亿立方,再加上重庆又是国内最早应用天然气的城市之一,基础好,市场广。”再加上九龙坡传统制造强区的地位,2015年,罗臬创立的潞翔能源正式落地。

创业初期步步艰难,场地、资金都是需要考虑的问题。高新区育成发展有限公司帮助申请的70万元启动资金,种子基金给予的30万元免息贷款,都让潞翔能源能在短时间内迅速投入研发、产出中去。

改变天然气车载运输状态 成本降低三倍

黑色颗粒状的材料,看起来并不起眼,这种由石油附属品加工而来的吸附材料,对于天然气分子有很高的亲附力,也是罗臬团队用来提高天然气运输能力的“秘密武器”。

“秘密武器”的具体作用体现在哪里?罗臬举了个直观的例子。“传统中低压天然气运输车每辆只能装1000立方,装填了吸附材料之后,就能运输3000立方,运输能力提升3倍。”再加上成本控制和安全性方面的优势,潞翔能源的这一专利研发,将改变天然气储运的产业格局。

潞翔能源的核心技术是甲烷吸附材料的提取技术,而这种黑色颗粒状的材料神奇在哪里呢?这就不得不提到当前气体运输的几种方式。

首先是管道运输,这是目前城市燃气的最主要方式,它的短板在于管道铺设难度大,对于偏远山区不够“友好”,成本也居高不下。

其次是车载运输,我们知道气体大多是以分子结构组成,天然气也不例外,分子间有吸引力与排斥力,打个比方,破镜难以重圆,但将其高温融化之后又可以恢复如初,这就是分子吸引力与排斥力最明显的表现,而为了增加气体车载量,普遍采用的是高压压缩和低温液化技术。高压压缩方式对压缩机和储存容器有很高的安全性要求,而更厚的钢材厚度也使制作成本昂贵,后期维护成本也很高;低温液压技术工艺较为复杂,在运输储存过程中对保温要求高,且有15%的损耗,成本同样不低。

而罗臬团队所研发提取的天然气吸附剂,则改变天然气的储运状态,实现了更大的容量,更高的安全性和更低的成本控制。

罗臬告诉记者,普通中低压天然气运输车每辆只能装1000立方,而用潞翔能源所研发提取的甲烷吸附材料改造之后,就能运输3000立方天然气,运输能力提升3倍,更重要的是,与过去每立方天然气运输100公里1元的运输成本相比,如今只要0.3元,大大节省运输成本之后,天然气的价格也会随之而降。

罗臬举了个简单的例子,一个1000户的尚未铺设燃气管道的村庄为例,以平均每天消费700立方天然气计算,装填有吸附剂的天然气储运车,能保证整个村庄4天的用量,且每立方的价格不会超过3元,而等效热值的液化石油气要8元每立方。 不仅如此,安全性方面,以往高压运输车需要200个标准大气压,而装填了吸附剂的运输车只需要25个标准大气压,压力差近10倍,安全性有了质的飞跃,污染也更小。

而不仅是民用,商用方面,不少旅游景区都没有铺设天然气管道,罗臬估计,如果使用带有吸附天然气的运输车,成本至少能节省50%。

除了吸附材料,天然气运输车的匹配研发也是潞翔能源的另一核心竞争力,如何装填才能保证储量最大化,罐体壁需要多厚才能保证安全性?这些问题都是罗臬团队在不断解决,2015年,潞翔能源就与中集安瑞科合作开发出世界上第一辆天然气储运槽车,不仅实现了低运输成本、低压力,还实现了高安全性。

研发团队“给力” 市场正逐步打开

目前潞翔能源的核心研发团队包括罗臬在内是7个人,涵盖车辆设计、机械电子、化工等各个领域,都是具有几十年实践经验的专家,其中3个是博士。

罗臬本人也长期埋头搞研发,一年有三分之二的时间都在高校实验室内做产品。也因此,潞翔能源凭借过硬研发正在打开市场,2018年,潞翔能源与四川达州华润集团达成战略合作,针对渠县地区建设天然气储运站,为周边地区提供天然气点供业务,与中国城市燃气协会签署了在全国范围内推广吸附天然气技术的协议,与胜利油田、中石油的合作也在进行。

就在不久前,潞翔能源刚刚与成都某公司签订了合作协议,双方将合作建一条吸附材料的生产线。“将来,吸附材料将实现国产化生产,成本将下降一半。”罗臬告诉记者,这也将帮助打开市场。

尽管市场正在逐步打开,但事实上,国内吸附材料的应用不算广泛,基于此,罗臬团队也正在努力开发吸附材料的其他应用领域。比如,将吸附材料用于对废气的处理上,这一点,潞翔能源在去年底已经与山东一公司签订合作协议。

责任编辑:向姝姝

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