富油煤看起來與普通煤并無區(qū)別——黝黑、粗糙,但在新疆大學(xué)教授賈殿贈(zèng)眼中,它卻是一座尚未被充分挖掘的“油氣寶庫”。近幾年,他幾乎每天都在為這種特殊的煤炭奔走。“它雖是煤,卻具有油氣屬性,你說神不神奇?”他對記者說。
前不久,2025年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)揭曉,賈殿贈(zèng)獲得“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)·區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)”。這份榮譽(yù)背后,是一位科學(xué)家從納米材料研究,轉(zhuǎn)向富油煤開發(fā)的故事。
從意外發(fā)現(xiàn)獲得靈感
賈殿贈(zèng)的實(shí)驗(yàn)室里常年堆著來自哈密地區(qū)的煤樣,有的已經(jīng)被磨成粉末。這位整日圍著煤轉(zhuǎn)的科學(xué)家,早年卻是一位納米材料專家。
時(shí)間回溯至20世紀(jì)90年代。彼時(shí),納米材料剛剛成為全球科研的熱點(diǎn)。當(dāng)時(shí),制備納米材料的主流方法——液相法、氣相法、高溫固相法各有短板。液相法需要使用溶劑,有些溶劑對環(huán)境不友好,而且步驟繁瑣;氣相法依賴特殊設(shè)備,成本高、產(chǎn)量小;高溫固相法則需要高溫條件,能耗很大。
那時(shí),賈殿贈(zèng)剛從南京大學(xué)獲得碩士學(xué)位到新疆大學(xué)任教。他琢磨起一個(gè)問題:能否找到一種簡單、清潔、低成本的制備方法?
答案來自一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)。賈殿贈(zèng)在指導(dǎo)一名研究生做室溫固相反應(yīng)時(shí),意外發(fā)現(xiàn)氯化銅和氫氧化鈉在室溫下直接混合研磨,生成了氧化銅納米粒子。這個(gè)現(xiàn)象打破了當(dāng)時(shí)的固有認(rèn)知——固相反應(yīng)通常需要高溫等特殊條件。賈殿贈(zèng)意識(shí)到,這可能為納米材料制備提供一條新路。
接下來的幾年里,賈殿贈(zèng)系統(tǒng)研究了這個(gè)偶然發(fā)現(xiàn)。1998年,他正式在國際上提出“低熱固相化學(xué)反應(yīng)制備納米材料”的新方法。銅鹽、鋅鹽、鉛鹽、鐵鹽……一系列金屬鹽在室溫下與強(qiáng)堿發(fā)生固相反應(yīng),一步就能得到相應(yīng)的氧化物納米材料。這種方法不需要溶劑,沒有污染,產(chǎn)量可觀。
這項(xiàng)成果在國內(nèi)納米材料領(lǐng)域引起了不小的反響。此后,上百所高校和科研院所跟進(jìn)研究,低熱固相化學(xué)法逐漸成為納米材料制備的一個(gè)重要方向。賈殿贈(zèng)也因此兩次獲得新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),2006年還被授予自治區(qū)首屆科技進(jìn)步突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。
果斷改變研究方向
如果繼續(xù)沿著這條路走下去,賈殿贈(zèng)或許可以在納米材料領(lǐng)域收獲更多榮譽(yù)。不過,2021年,第三次新疆綜合科學(xué)考察啟動(dòng),改變了他的科研軌跡。
在考察中,賈殿贈(zèng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)哈密地區(qū)乃至整個(gè)吐哈盆地富集富油煤。這種煤集煤、油、氣屬性于一體,通過簡單熱解可以從中獲取大量焦油和煤氣。更關(guān)鍵的是,新疆的富油煤資源高度富集,但長期以來,超過一半被直接當(dāng)作普通煤燃燒發(fā)電,富油煤未得到充分利用。
這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓賈殿贈(zèng)坐不住了。他在考察報(bào)告里寫下:這是對寶貴資源的極大浪費(fèi)。富油煤如果能夠被高效利用,完全可以成為常規(guī)油氣資源的重要補(bǔ)充。而新疆作為國家能源基地,倘若能將富油煤田變成油氣田,戰(zhàn)略意義不言自明。
轉(zhuǎn)型并不輕松。賈殿贈(zèng)要放下多年積累的學(xué)術(shù)優(yōu)勢,從零起步。團(tuán)隊(duì)中有人勸他:“納米材料研究得好好的,何必去‘啃’那塊黑乎乎的煤?”
賈殿贈(zèng)沒有猶豫。2023年1月,他正式提出有關(guān)新疆哈密富油煤資源高效利用的建議,獲得有關(guān)部門的支持。隨后,他組織承擔(dān)了一系列重大科技項(xiàng)目。他所在團(tuán)隊(duì)迅速調(diào)整研究方向,將富油煤作為核心攻關(guān)目標(biāo)。
此后,他帶著團(tuán)隊(duì)一次次到煤礦進(jìn)行實(shí)地取樣,回到實(shí)驗(yàn)室便馬不停蹄地分析樣品分子結(jié)構(gòu)。他們要搞清楚:富油煤的化學(xué)鍵是如何連接的、哪些鍵容易斷裂……這些基礎(chǔ)問題看似枯燥,卻直接關(guān)系到后續(xù)的技術(shù)路線。
經(jīng)過兩年多的攻關(guān),賈殿贈(zèng)團(tuán)隊(duì)逐步解析了富油煤的分子結(jié)構(gòu),構(gòu)建了相關(guān)化學(xué)結(jié)構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上,他們圍繞富油煤制油氣、煤焦油制芳烴、特種燃料、精細(xì)化學(xué)品以及高性能煤基碳材料等方向,構(gòu)建起“基礎(chǔ)研究—關(guān)鍵技術(shù)—成套工藝”的全鏈條創(chuàng)新體系。
成果轉(zhuǎn)化也在同步推進(jìn)。在賈殿贈(zèng)的奔走下,哈密富油煤研究院和哈密富油煤中試基地先后成立。在當(dāng)?shù)卣С窒拢Z殿贈(zèng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家企業(yè),通過政產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方式,對實(shí)驗(yàn)室成果進(jìn)行中試驗(yàn)證,加速成果落地。
賈殿贈(zèng)說,他最大的愿望就是用富油煤為國家能源戰(zhàn)略安全多上一道保險(xiǎn)。
那塊黑乎乎的煤,在他手里,已開始發(fā)光。
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