在應對全球氣候變化的科技版圖中,碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù)被視為實現(xiàn)“碳中和”目標的關(guān)鍵路徑。天津大學建筑工程學院副教授李銥,正是在這一領域深耕不輟的科研先鋒。從草原到實驗室,從鄂爾多斯盆地的巖心采樣到天津大學的大裝置平臺,這位85后學者用15年時間,在二氧化碳(CO2)地質(zhì)封存這一領域持續(xù)貢獻力量。
▲李銥
2006年,當互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟浪潮席卷中國時,18歲的李銥選擇了一條看似傳統(tǒng)的道路——考入中國地質(zhì)大學(北京)水文與水資源工程專業(yè)?!爱敃r覺得水利工程關(guān)乎國計民生,值得畢生探索。”這份樸素的初心,成為他科研生涯的起點。
在導師于青春教授的引領下,李銥的科研天賦逐漸顯露。每天穿梭于實驗室與辦公室之間的于青春教授,手把手教他解析外文文獻、捕捉學術(shù)空白?!皩熮k公室就在實驗室樓上,一天4次巡查指導,連巖心夾持器的擺放角度都反復推敲?!边@種“浸潤式”培養(yǎng),讓李銥在研究生階段便嶄露頭角,參與了中國地質(zhì)調(diào)查局牽頭的鄂爾多斯盆地碳捕集與封存(CCS)示范工程。零下20℃的寒冬里,李銥與團隊深入施工現(xiàn)場采集巖心樣本,這些珍貴的實驗材料至今仍在多所科研機構(gòu)“服役”。
深入調(diào)查研究的難忘經(jīng)歷,為李銥日后的科研工作奠定了堅實的基礎;放眼全球的視野,則讓他的研究廣度得到拓展。2014年,李銥獲得蒙納士大學(Monash University)聯(lián)合培養(yǎng)博士生的國家公派留學機會。國外實驗室的規(guī)范化流程令他震撼:“從安全培訓到實驗服裝,每個細節(jié)都體現(xiàn)科研的嚴謹?!边@段經(jīng)歷不僅開闊了他的國際視野,更讓他將精細化管理理念帶回國內(nèi)實驗室。
2017年8月,在導師于青春教授的悉心指導下,李銥在工作第一年就獲批了國家自然科學基金青年科學基金項目“巖石礦物成分對CO2地質(zhì)儲存中殘余水的影響及作用機制”。經(jīng)過3年的攻關(guān),他和團隊利用取自深部儲層的天然巖心,開展了巖心驅(qū)替實驗,揭示了巖石礦物成分對殘余水飽和度的作用機制,豐富了殘余水研究領域的成果體系。研究發(fā)現(xiàn):隨著巖石中石英/長石兩種礦物含量的增加,巖心孔隙中殘余水飽和度也會增加。
“導致此結(jié)果的原因主要是由于CO2-水-石英/長石系統(tǒng)的接觸角均小于50°,巖心整體的潤濕性表現(xiàn)為親水而疏CO2。當巖心中石英/長石二者含量較高時,巖心孔隙中的流體將有較大概率與這兩種礦物接觸,進而導致殘余水飽和度增加。但是,如果選用的是鹽水而非去離子水,由于礦物顆粒表面受到污染,會使得接觸角有較大增幅,進而會降低殘余水飽和度?!崩钽灲榻B,巖心滲透率和殘余水飽和度呈負相關(guān)關(guān)系,而孔隙度與殘余水飽和度沒有明顯相關(guān)關(guān)系,但是孔隙度越大、巖心尺度CO2封存量也會增加。
這項從“0到1”的原創(chuàng)研究,為封存層選址提供了關(guān)鍵理論依據(jù),也讓李銥堅定了深耕這一方向。2020年加盟天津大學后,李銥正式成為“深地水土資源探測與大數(shù)據(jù)分析”研究團隊的一員。面對新一代90后、00后研究生,他全面關(guān)注每位成員的成長路徑,鼓勵他們自主探索?!拔腋⒅丶ぐl(fā)研究生的學術(shù)自覺性,而非依賴外部程式化指導完成知識再生產(chǎn)?!痹谶@種理念下,團隊將傳統(tǒng)地質(zhì)勘探與人工智能結(jié)合,開發(fā)出多孔介質(zhì)滲流預測模型,精度較傳統(tǒng)方法提升40%。
對于產(chǎn)學研轉(zhuǎn)化,李銥也有著清醒的認知:“我們現(xiàn)階段仍在解決比較小的問題,也就是‘從0到1’的過程。當這些‘1’足夠堅實,自然能邁向‘100’的工程應用?!?/p>
以腳步丈量地質(zhì)科學的廣度和深度,李銥詮釋著何為“把論文寫在祖國的大地上”,也一步一步完成了從草原學子到青年領軍學者的轉(zhuǎn)變。未來,他將帶領團隊不斷進取,向著“碳中和”的星辰大海堅定前行。