黃強：將二氧化碳變廢為寶

許幼飛 盧曉龍

10月21日，重慶郵電大學光電工程學院實驗室。

一臺長約1.5米的儀器正在運轉。儀器的一頭連接著幾根管道，源源不斷的二氧化碳正通過管道被導入其中，儀器的另一頭則連接著類似箱子的氣體收集裝置。

反應，在瞬間發生。

“通過這臺儀器，二氧化碳能被轉化為高附加值的化學品和碳氫燃料。”“重慶英才·青年拔尖人才”、重慶郵電大學光電工程學院副研究員黃強對此頗為自豪，“目前，我們研發的具有自主知識產權的反應裝置，實現了近60%的能量轉化效率，在同類研究中處于領先水平。”

緣起·從0到1的艱辛跋涉

和其他老師相比，黃強的辦公桌顯得過于簡潔——僅一臺筆記本電腦孤零零地放在那里。

“我一般都在實驗室做實驗或者到教學樓上課，過著‘兩點一線的生活。”黃強說，“忙到晚上10點回家是常有的事，如遇到未能解決的問題，即便回到家里，我也會繼續工作到凌晨。”

這對別人來說是略顯枯燥的生活，黃強卻習以為常。這種探索精神，是他本科期間在中國科學技術大學濃厚學術氛圍的熏陶下逐步養成。每當提及自己正在開展的研究，他的眼里總能綻放出異樣的光彩。

二氧化碳的資源化利用一直是研究熱點，但多數研究都停留在理論階段。

“二氧化碳是一種結構相對穩定的氣體，要讓它發生反應并不是一件簡單的事。”黃強說。他在香港中文大學讀博時，主要研究通過光催化技術分解水制氫氣，后來到中國工程物理研究院工作后，則聚焦以等離子體的方式實現二氧化碳的高效轉化利用。

對于黃強而言，等離子體技術的應用是一個新領域。但憑借著扎實的物理學基礎，他很快適應了這個轉變。

2013年底，中國工程物理研究院準備在四川省成都市雙流區建設新的基地。

身為第一批到雙流的科研人員，黃強深感責任重大：“那時候基地的地基都還沒有打好，但科研不等人，我們自己租了間房子，在里面埋頭設計。”

從0到1的轉變，是一次異常艱辛的跋涉。進行實驗的設備沒有現成的商業化裝置可以購買，從繪圖設計，到材料、配件、工具選擇，再到設備組裝，全靠研究團隊自己探索。

“雖然沒仔細統計過，但不夸張地說，我們進行了上千次討論。”黃強稱，“比如我們和設備生產商溝通時，具體到部件里的線圈怎么繞，都是討論的關鍵。”

2015年，基地建成，設備也正式成型。隨著科研人員鄭重地按下機器上的啟動鍵，二氧化碳被導入其中。霎時間，機器內部散發出一道柔和的光芒。

“那就是我們想要的。”黃強內心一陣激動，“因為不同的光代表著不同的結果。”人群沸騰起來，有人豎起大拇指高聲喊道：“Good job！”

深耕·要把科研做到極致

坐在黃強的辦公桌前抬眼望去，窗外是一棵碩大的黃葛樹。即使在有些蕭瑟的秋天，這棵黃葛樹依然枝繁葉茂、生機盎然。

“我很喜歡這棵樹，更想像它那般篤定，在重慶郵電大學這片熱土上收獲更多果實。”黃強稱。

從中國工程物理研究院到重慶郵電大學，黃強雖有不舍，但更多的是心安。

2014年，黃強的女兒出生了。為了不錯過孩子的成長，每逢周末等節假日，他都會盡可能從成都趕回位于重慶的家中。

幾年下來，薄薄的車票壘起來足有小板凳那般高。

正是這份牽掛，讓黃強回到家鄉發展的念頭漸濃。2018年，一則重慶郵電大學引進高層次人才的招聘信息引起了他的注意。

招聘信息中，字里行間透露著重慶郵電大學對于人才的渴望——不僅提供充足的科研啟動經費，還提供豐厚的人才補貼、安家補助等。

如此強大的政策力度，黃強自然十分心動：“近年來，重慶對人才的引進力度和重視程度正在逐步加碼，我覺得是時候回來了。”于是這一年，32歲的他來到重慶郵電大學工作。

“在學校工作更加自由，可以選擇自己感興趣的領域持續深挖。”黃強干勁十足，“雖然我們的二氧化碳轉化率已經處于領先水平，但還有提升空間，科研就是要做到極致。”

“科研要做到極致”是黃強讀博時，導師肖旭東告訴他的。

肖旭東常說：“要把科研做到極致，不要擔心對設備的耗損。”老一輩科研工作者的執著潛移默化地影響著黃強。“我從不覺得做實驗辛苦。”黃強說。

與此同時，重慶郵電大學也誠意十足：一方面提供場地支持，特意給了100多平方米的教室當作實驗室;另一方面鼓勵成果轉化，獎酬比例逐年提高。

“我們和多家企業溝通后發現，他們排放的氣體成分是不一樣的，而且是呈動態變化的。目前我們正在探索人工智能在該領域的發展應用。”黃強說，“反應系統通過多模態深度學習，能針對不同的氣體成分給出不同的轉化方案。”

創新·逐漸實現的奇思妙想

“中等身材、戴著眼鏡，笑起來讓人倍感親切。”這是學生梁志宇對黃強的第一印象。

2020年，梁志宇成為黃強在重慶郵電大學招收的第二屆碩士研究生。

“自己雖然有一些相關的物理學基礎，但還不夠深厚。”梁志宇很擔心，他也未曾想到黃強會讓自己參與完成一個重要的課題。

今年全國兩會，碳達峰、碳中和首次被寫入政府工作報告，這意味著“雙碳”目標上升為國家戰略。

“能否將等離子體催化和光催化兩種方式協同起來，提升轉化效率？”早在中國工程物理研究院工作時，黃強就有這種想法。來到重慶郵電大學后，他決定把實驗開展起來，并指導梁志宇一起完成。

但奇怪的是，二氧化碳的轉化率不升反降。

黃強也不惱，于他而言，上千次的失敗都是正常的，能在這上千次實驗中有一次成功，那就是最大的驚喜，況且這種情況在他的預料之中。他說：“光催化劑有很多種，不合適的光催化劑反而會促使目標產物發生逆反應，重新生成二氧化碳。”

尋找合適的材料是一個漫長而復雜的過程。

在此期間，在黃強的指導下，梁志宇閱讀了大量的文獻資料。他們一邊討論，一邊進行實驗，就這樣周而復始地忙碌著，用了3個月的時間找到合適的材料——全無機無鉛鹵化物鈣鈦礦。

有了這一材料，在同一計算體系下，能量轉化效率提高了10%左右。

過段時間，在黃強的推薦下，梁志宇即將去到中國工程物理研究院進行社會實踐，使用那臺由黃強親手設計、搭建的設備。

“那臺設備的性能還是高一些，到時候哪怕能量轉化效率在已有的基礎上提高2%，也是件振奮人心的事了。”黃強說。

參與項目，讓梁志宇收獲頗豐，不僅自己的論文基本成形，專利申請也在逐漸推進。

每次看到自己的學生有所成就，黃強很是欣慰。他說學生選擇自己成為導師是出于信任，是對這個方向感興趣，自己必須盡職盡責。

窗外的黃葛樹歷經歲月的沖刷，變得郁郁蔥蔥、綠樹成蔭。

如今，無論是教學之路，還是科研之路，黃強都走得更穩更好：他的第一屆研究生，找到一份不錯的科研工作;“冷等離子體催化—光催化協同作用分解二氧化碳機制研究”憑借其突出的創新性，獲得了國家自然科學基金的資助。

黃強說自己很喜歡自然科學，“因為無論何時，思想都是自由的。我還有很多想法，接下來將去努力一一實現”。