让煤层气变成“金刚石”

    【实践者风采】

    但凡对煤矿了解的人都知道，煤层气俗称“瓦斯”，是煤炭开采过程中最大的安全隐患。然而，太原理工大学教授于盛旺和他的科研团队却把它变成了价值极高的“金刚石”。

    从一间锅炉房改造的实验室、8万元项目启动资金起步，于盛旺用了6年时间，首创煤层气人工合成金刚石。正是看重这项技术创新的可观前景，山西省大型煤炭企业——阳煤集团出资3.5亿元，与太原理工大学合作成立山西新碳超硬材料科技有限公司，加速“煤层气生产金刚石”项目的产业化和推广应用，为山西煤层气资源找到了一个“论克拉卖的价值链”。

    起步时，于盛旺与10余位志同道合的老师一同创建了超硬材料实验室，将学校一间废弃的锅炉房改造成项目组的实验室。当时做实验用的原料气体价格昂贵，为了省钱，于盛旺骑着自行车跑遍太原市找原料。“有一次调研，我看到山沟里全是矿井，矿井地下的瓦斯气体主要成分就是我们做金刚石的一个原料。”

    山西煤层气资源丰富，这么多的煤层气为什么不能用来有效降低生产成本？于是，于盛旺开始尝试用煤层气来合成金刚石。于盛旺介绍说，金刚石是自然界最坚硬的物质，被誉为“21世纪战略性材料”。由于国内人工合成技术落后，国外实施高端产品封锁，我国把自主研发合成金刚石作为打破国外垄断的战略攻关项目。

    “为节约开支，我们自己模拟计算，定制零部件，回来动手组装。”于盛旺介绍说，现在实验室里80%的设备都是他们自主研发制作的，用这套生产线，成本降低了70%。

    功夫不负有心人。2014年，于盛旺团队设计制造出一套能够长时间连续生产的第一代高功率微波等离子体化学气相沉积金刚石生产装置，使煤层气成为金刚石生产的电力燃料气和反应原料气，反应后的低碳尾气再次成为电力燃料助燃气，实现了煤层气的闭环应用。

    “我们现在做一克拉金刚石最低端产品需要10立方米的煤层气，成本约30元；一克拉金刚石按最低价可卖200元，等于涨了6倍多。”于盛旺说，目前装置已经发展到第五代，与国际上同类装置相比较，制造成本仅为国外的几分之一，而生产同类别金刚石的效率却提高了2至4倍。

    为感谢学校的知遇之恩，于盛旺团队将所研发的装置以太原理工大学的英文缩写“TYUT”命名，该装置及相关技术获得了国家发明专利授权。短短6年时间，实验室固定资产已经增值了上千倍，申报的专利近30项。

    （本报记者 李建斌）