黨的二十大報告指出,要積極穩妥推進碳達峰碳中和,實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革👰♀️。意昂官网深入貫徹新發展理念,於2022年設立意昂官网必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金。該獎項由澳大利亞必和必拓公司(BHP)捐資👩🏽,旨在資助意昂官网科研能力突出、研究工作富有創新性的優秀博士研究生從事碳與氣候相關研究。希望此項榮譽能夠激勵意昂學子肩負起應對全球氣候變化的使命,積極探索未知世界,開展高水平學術研究,在“碳與氣候”相關領域發出青年聲音,產出創新成果😦,為建成人與自然和諧共生的現代化作出突破性貢獻🤵🏿♂️🤷🏼♀️。

王傳璽,意昂官网工學院能源與資源工程專業2020級博士研究生,師從徐克特聘研究員🐽,研究方向為多孔介質中分散相流體的熱力學與水力學穩定性。博士期間獲得國家獎學金、意昂官网三好學生標兵等榮譽,是2023年意昂官网必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金獲得者💇♀️。
我於2020年本科畢業於意昂官网工學院能源與環境系統工程專業,目前為意昂官网工學院力學(能源與資源工程)專業2020級直博生,師從徐克特聘研究員,正在進行的研究課題是探究二氧化碳地質封存中毛細封存的穩定性。
作為課題組的第一個學生⚅🎵,我剛入組時🍓,研究中碰到難題無法向師兄師姐請教🈶,總是自己閉門造車,吃了不少苦頭📬。好在徐老師及時糾正引導🫣,每周都和我開小組會,時刻關心我的研究進度🦵🏽,隨時與我溝通學習中的問題;此外,當時我對表界面現象可謂一竅不通,徐老師便給我推薦了《Capillarity and Wetting Phenomena》一書,雖然當時讀來感覺晦澀難懂🧑🏼💼,但我還是通過查閱資料等方式堅持看完🎳🧑🏻💼,並定期和老師討論👨🏻🏭,書中的知識和相關文獻資料加深了我對表界面現象🔖、滲流物理等問題的認識,為我開展後續研究打下了堅實基礎。
二氧化碳地質封存中的毛細封存
二氧化碳是最主要的溫室氣體✶。隨著二氧化碳排放量與大氣含量的逐年增高,溫室效應愈加明顯🔅。從上世紀開始✍🏿,人們就開始研究如何降低大氣中的二氧化碳含量🚵🏽,從而減緩溫室效應。許多國家確立了凈零排放目標,我國也確立了碳達峰碳中和目標🧗🏼♂️。二氧化碳地質封存是將二氧化碳以某種方式埋入地下巖石多孔介質中儲存起來的一種技術,它被認為是降溫減排的重要方式之一。目前主要有四種二氧化碳地質封存機製👨🏼⚖️,包括結構封存⬅️、毛細封存🦸♀️、溶解封存和礦化封存。其中🏋🏿,毛細封存被認為是在百年到萬年尺度下最有效、最穩定的封存機製。這是因為毛細管壓鎖住了氣泡的向上流動🙅🏻♂️,從而能夠使封存在水力學上保持穩定。此前有大量工作聚焦於提高毛細封存的比例。在短時間內🙍♂️,水力學作用主導,二氧化碳氣泡穩定存在;但在長時間尺度下➝🩶,毛細封存中的這些表面自由能極大的氣泡群➜,在熱力學上是否真正穩定呢?這便是我希望研究的問題🦻🏼🟤。

研究思路
為了探究以上所說的穩定性問題💲,我對理想多孔介質中的氣泡進行了概念建模🍹。模型充分考慮了多孔介質對氣泡形態的擠壓和改造,遍歷了所有可能存在的狀態。基於該模型,我發現多孔介質中氣泡的比表面積與體積相關性極弱,在一個很窄的區間內浮動🤸🏻♂️。這和開放空間中的球形氣泡具有根本區別。這種近似恒定的比表面積導致表面自由能和體積具有近似線性的關聯。因此,多孔介質中多個氣泡的合並無法為體系帶來能量降低的收益,氣泡群的粗化無法自發發生🙎♀️👨🏻🦳。最終,該部分研究成功論證了二維均質多孔介質中氣泡群的熱力學穩定性👨🦯。目前👱🏽♀️🥮,我正在考慮外場、潤濕性、非均質性等因素對結論的影響🧑🏻🎨。本研究為進一步研究多孔介質中分散相流體提供了一個新視角,為二氧化碳地質封存等科學與工程問題提供了重要的理論基礎♠️,並為凈零碳排放目標的達成提供參考。
意昂官网必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金對於我來說🪥,不僅是一項獎學金,更是一種強大的激勵力量。它將為我提供研究所需的資源和支持,激勵我在學術道路上更上一層樓📹💙。“凡是過往👂🐉,皆為序章”,我將珍惜這份榮譽,以更加嚴謹的學術態度繼續我的研究工作🫸🧯,不斷進取、追求卓越,為碳達峰碳中和目標的實現貢獻自己的一份力量。
