水泥钢铁行业迎来新的减碳“药方”

在机器轰鸣的水泥厂车间里，堆积如山的钢渣曾是企业亟待处理的负担。如今，它们正通过一种嵌入生物炭“微通道”的新材料，高效“吞食”烟气中的二氧化碳，化身低碳建材。这场源于实验室的材料革命，正从生产线走向广阔矿山，将工业减碳的论文写在祖国大地上。

日前，中青报·中青网记者从南京工业大学获悉，该校材料科学与工程学院博士生徐茂淳，在低碳胶凝材料领域取得系列创新进展，其研发的新技术将钢渣固碳效率提升30%以上，相关节煤剂技术规模化应用后年减碳潜力可达3万吨，为工业过程减碳提供了切实可行的材料解决方案。

据介绍，钢渣等工业固废的传统处理方式存在固碳效率低、反应周期长的瓶颈，主要原因是二氧化碳难以有效渗透至材料内部进行反应。

在导师莫立武教授的指导下，徐茂淳经过反复实验，提出了“二氧化碳内养护调控”新策略。

该策略的核心创新在于，通过引入具有特殊多孔结构的生物炭作为功能材料，构建了二氧化碳向钢渣内部输运和扩散的微通道，从而将固废综合利用率提升至95%，并使二氧化碳固定效率显著提高超过30%。这一方法超越了传统表面处理的局限，从材料设计的源头提升了固碳效能。

技术的生命力在于应用。基于该原理，徐茂淳作为核心成员参与建设的首条利用钢渣捕集水泥窑烟气CO₂制备低碳水泥的生产线，已于2022年成功投产，实现了该项技术从实验室验证到工业化生产的跨越。这不仅是技术路线的成功，更探索出了一条将工业废气与固废协同资源化的新路径。

面对水泥生产这一高能耗、高排放领域的挑战，徐茂淳将科研扎根于生产一线。作为国家重点研发计划项目的骨干，他深入多家水泥企业车间，在真实工业环境中获取数据、验证技术。

他与团队在宁波的节煤剂生产厂进行了为期一个多月的驻厂调试，最终开发出多离子复合节煤剂。该剂种通过优化燃烧过程，已在近十家企业试用，数据显示其规模化应用每年可节约实物煤耗1.5万吨，相应减少二氧化碳排放3万吨以上。

徐茂淳的研究并未停留在单一领域。在江苏淮安，他针对钢铁企业堆积的钢渣提出固碳改性制备建筑材料的资源化方案；在贵州煤矿，他与团队测试了利用二氧化碳作为发泡气体的新型轻质充填材料，该材料在保障矿井安全回填的同时实现了二氧化碳的封存，已申请两项国家发明专利并完成初步试用。