不输进口设备！中量大学生团队创新温室气体浓度监测技术

“没想到，这支大学生团队自主研发的设备在测量精度和稳定性上完全不输进口设备，甚至还有所超越，真是让人刮目相看。”在试用了一碳究净团队研发的高精度温室气体浓度监测设备三个月后，浙江晶喜环保科技有限责任公司高管胡晓欢发出了这样的感叹。

团队成员正在调试设备 受访者供图

2020年9月，我国首次提出“双碳”目标——2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。准确及时的监测数据对于评估和保障“双碳”目标和国际履约的实现至关重要。

“比如说，当前全球大气二氧化碳平均浓度超过400ppm（1ppm为百万分之一），年增长率2个ppm左右。要想准确监测其变化，所用仪器精度就要达到0.1ppm。”一碳究净团队负责人蒋天植介绍说。这几年，他跟着导师调研了各地大气站设备情况，发现国产化高精度温室气体浓度监测设备覆盖率几乎为零。我国大气监测面临着进口设备运维成本高、数据安全等难题。“我们的目标很清晰，就是把这一个个难题都攻下来！”蒋天植说。

一碳究净团队成员都来自中国计量大学，有博士、硕士和本科生，涵盖了光学工程、光电信息、电子信息、材料、软件工程等多个专业。八年来，他们深入调研相关领域企业，实地考察全国各地的大气本底监测站等场所，与行业专家进行学术交流，埋头实验室攻克技术难题，致力于高精度温室气体监测技术的提升。

团队首创可调再注入光谱技术，为提高温室气体的检测精度练就了火眼金睛。传统的再入射技术光斑重叠度高，而这项新技术能够有效地对光斑进行分离，从而更加精准地测量出各类气体的浓度。它能让二氧化碳的监测精度达到0.1 ppm，甲烷的浓度测量精度更是达到了小于等于0.002 ppm。为了确保测量结果稳定可靠，团队还引入了温度联调技术，它像是给光学设备穿上了一件恒温衣，通过提高光学设备内部的温度均匀度，从而避免因温度变化导致的误差，使系统稳定性较传统温度反馈模式提高了3倍。

监测设备里的可调积分腔核心模块实物图 受访者供图

目前，团队已获得相关发明专利29项；发表论文39篇，其中包括1篇Nature在内的5篇顶刊文章。团队研发的原理样机在全国1/2的大气本底监测站进行了中试，获得了临安、龙凤山等地区大气本底站的高度评价。“这台样机的核心技术都是我们自主研发的，零部件也实现了90%的国产化。”

蒋天植表示，他们不会止步于目前的成果。“后续我们将寻找相关领域的公司进行深入合作，提升产品产业化能力，填补国产化高精度温室气体浓度监测设备的空白，为‘双碳’目标实现装备支撑。”