文章内容

作为矿大的学生、作为一名科技工作者，在我卸任行政职务后，2018年3月全职进入深圳大学工作，回归到一线教师。我重新争取项目，重新组建团队，重新建实验室，全部从0开始，从无到有，所以我叫学术再创业。

深圳处在大湾区，无特殊矿产油气资源，它的能源资源禀赋是什么？地下是地热，地上是海水。我从海水制氢开始，开始创新创造。一个是进行了资源变能源的探索，一个是高新技术的探索。

一、海水直接电解制氢

海水制氢的战略意义在于抢占全球海水资源的高地。海水直接电解制氢是靠中国原创技术来抢占海洋资源能源的快速路径，打造真正的高水平科技自立自强中国版的产业技术。

海水直接制氢是半个世纪的难题。我回到自己的老方向，力学、物理的方法，敢想敢做，进行了理论可行性推导，首次提出了海水原位无淡化直接电解制氢思路与技术构想，率先形成了无淡化、不额外耗能的海水高效原位直接电解制氢原理，构建了物理力学—电化学理论方程与技术模型。

我们全新的原理技术从根本上解决了海水直接电解制氢的难点和瓶颈，是世界独创、完全自主研发的新原理新技术，有望真正将取之不尽的海水资源转化为海水能源，相关成果已在《Nature》上发表。我们迅速联系东方电气集团进行合作，《Nature》发文不到20天就已迈向中试和产业化，2023年5月，东方电气与我们团队联合设计的漂浮式海水制氢平台，在福建省成功海试，成为全球首个海上风电海水直接电解制氢技术示范工程。我们关于海水制氢的发展思路是分三步走，依托行业龙头企业，构建我国“海洋绿氢”产、储、运、用一体化全新产业链。

二、中低温地热发电

我国地热资源储量巨大，关键是转换为能源。中低温地热发电的颠覆性技术和变革性技术，目前全世界均在攻关且都处于同一起点。

2018年，我们团队率先提出中低温地热热伏发电构想，是基于热伏材料将地热热能直接转换为电能而无机械损失的发电技术。经过4年攻关，完成三代热伏发电机原理样机的研制，实现了10W级到100W级到1000W级的跨越性突破。第三代原理样机实验室发电功率达到1034W，处于世界领先地位。我们在我国首个干热岩开发示范场地开展了KW级地热热伏发电机现场测试（世界首次），现场一次成功了。

传统地热发电方式及其技术瓶颈是能源转换效率低、环境影响大、干热岩地热能传统开采难度大、效率低、环境问题争议多。如何创新实现“不取热不取水”原位发电呢？我们团队首次提出深部地热原位发电原理技术构想与样机设计方案。我们历经三年攻关，自主研发了二代深部地热原位发电原理样机，取得了10W级—500W级的突破性进展。从0到1实现了“一口井即相当于一个发电站”原位发电创新技术构想。我想，未来三五年，争取把这个做成，可以在地球上的任何一个地方作“地热+”多能互补零碳负碳园区。

三、近零碳排放的煤炭发电新技术

我想，我们能源矿业也要走上高新技术方向，亟需探索清洁、高效、零碳排放的煤炭发电技术。

我们团队提出零碳排放的直接煤固体燃料电池发电新技术。它的核心技术原理：直接煤固体燃料电池在阳极使用煤作为燃料，不需要燃烧，通过透氧膜，实现与氧离子的直接结合，释放电子，产生电能，同时利用物理力学与电化学反应、力学化学反应相结合的方法，实现CO₂自驱动相变迁移，在DCFC表层狭窄空间内原位催化、电化、转化等。

这个技术的想法很好，很难，有可能需要十五年二十年才能成为技术。但是它能完全颠覆现有燃煤电厂的整体煤气化联合循环发电系统，煤可通过直接煤固体燃料电池发电；可以完全破解煤炭发电的碳排放问题，使煤从本质上成为清洁能源。那么，将来就不会再说我们煤炭这不行那不行，我们煤炭发电没有碳排放，不就解决了吗？我想，我作为一个煤炭人，这是一个要去追求的梦想。

四、深地深海深空保真取芯探矿

2016年，我国首次提出深地、深海、深空“三深”科技战略。

2018年，我开始思考关于保真取芯探矿的方向，2019年启动研究，我们团队提出了保持深地原位压力、温度、成分、湿度和光通量的“五保”取芯的概念，实现原“质”原“位”的取芯探矿。这是从无到有的一个研究，自主研发深部原位“五保”取芯、移位、测试一体化测试分析系统。在国家自然科学基金委大科学仪器研制的过程中，保真取芯原理和技术拓展到了深海沉积物以及可燃冰的保真取芯中。

2022年9月23日，团队研制的“深海可燃冰保压保温取芯系统”在南海进行了海试，在海马冷泉海域1370米水深区域保温保压取样装备海试成功，这是国际上首次获得保温保压的深海沉积物（天然气水合物）原位保真样本。2023年9月29日，我们又去海试验，又成功了。我们自主研制的深海沉积物保压保温取样/存储器，世界首次成功在南海海马冷泉区1385m水深处获得固体可燃冰样品（14.5MPa，3℃）

在地球上可以保真取芯，那月球上也同样可以！我们团队针对“钻不深、取不真”技术瓶颈，创新提出月基大深度保真取芯探矿原理与技术，获批2020年度国家自然科学基金委联合基金项目，目前成功研制了原理样机，并实现了月基环境（-185℃到200℃，10-3Pa）大深度（16m）保真取芯。团队目前正在航天五院进行攻关，我们的方案有望在2028年登陆月球深层探矿钻采被采纳。

总结我从2018年3月开始、63岁再创业以来，取得的这4项国家原创成果，是过去想都不敢想的，我们能源矿业的学者同样可以做世界原创的研究，可以去探索高科技领域研究。

我们老同志，带好年轻团队，要敢冒风险、敢挑战难题、敢闯无人区；更要具有“耐心和执着”的科学精神。六十归来仍少年，院士更应带头集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战。要弘扬科学精神，在学风作风方面起表率作用，更要以“从零开始”的心态实现更多的科学发现和技术发明。要做好“战斗员”，亲自干，产出高水平成果；当好“指挥员”，培养人才，做出高水平项目；争当“参谋员”，作战略谋划，提出高质量建议；还要做好“宣讲员”，进行学风科普，进中小学校园。谢谢大家！