述职毕，孙元化未多停留，立刻前往科学院报到。墨尻早已得到通知，热情相迎。两位顶尖技术官僚——一位是理论扎实、视野开阔的院长，一位是经验丰富、手段老辣的前沿实业家——很快便找到了默契。
在科学院戒备森严的新建“矿物与能源实验区”内，孙元化首次见到了钨矿标本和那罐被称为“石油”的黑色粘稠液体。他拿起沉甸甸的黑钨矿，用手指敲击，又凑近闻了闻石油那特有的气味，眉头微蹙，陷入思索。
“孙兄，陛下对此二者期许甚高。钨矿之重硬，陛下言其入钢可增硬度耐热；石油之秘，在于分馏可得多种燃油……”墨尻在一旁介绍着已知信息和自己的一些初步想法。
孙元化听完，沉吟道：“钨矿入铁……当务之急，是摸索合适配比与冶炼工艺。科学院现有高炉虽小，但足以试验。墨院长，可否调用最好的铁矿石与焦炭？我们即刻试炼一炉！”
说干就干。孙元化凭借多年钢铁城总督的经验，亲自指挥科学院工坊的匠人，调整高炉的鼓风与投料。他决定先采用相对保守的“掺入法”，将研磨成细粉的黑钨矿与白钨矿按不同比例，与优质铁矿石、石灰石、焦炭混合，投入小型实验高炉中。炉火熊熊，热浪逼人，孙元化与墨尻、墨怗等人不顾酷热，紧紧盯着炉况和铁水颜色。
第一炉、第二炉……铁水流出，冷凝成锭，但测试后发现要么钨含量不足，性能提升有限，要么因为工艺问题导致脆性增加。孙元化毫不气馁，仔细分析每一炉的数据，调整配比、温度、甚至尝试了不同的添加剂（如锰、铬的微量矿石）。墨尻则从晶体结构角度提供理论建议。
终于，在第八次试验后，得到的一块铁锭经过淬火、回火等后续处理，再经测试，其硬度、耐磨性尤其是红热状态下的硬度保持能力，明显超过了普通钢铁！虽然工艺远未成熟稳定，但这无疑是突破性的进展！
“成了！真的成了！”墨怗拿着测试后只有轻微磨损的钨钢钻头，激动不已。墨尻抚掌笑道：“孙兄果然名不虚传！此钨钢若能量产，车刀、钻头、枪炮膛线寿命必大增！”
孙元化也是面露喜色，但依旧冷静：“尚需大量试验优化配比与工艺，确定最佳生产流程。当务之急，是将此次成功的数据与初步工艺整理成文，快马呈报陛下，并抄送钢铁城刘旭，命其挑选精干匠人，设立保密工坊，进行小批量试产，进一步验证与改进！”
众人一致赞同，立刻着手撰写报告。与此同时，对石油的研究也在孙元化的主持下加速。他仔细研究了闪索提示的“分馏”思路，与墨尻等人设计制造了一套更为精巧的玻璃分馏装置。将石油置于铜釜中加热，产生的油气通过逐渐降温的螺旋玻璃管，在不同温度区间冷凝，分别收集。
经过反复试验和调整，他们真的成功分离出了几种不同的液体：最先馏出的是一种无色透明、极易挥发燃烧的“轻油”（汽油雏形）；接着是稍重一些、燃烧稳定、烟焰较少的“灯油”（煤油）；再之后是粘稠度更高、燃烧猛烈的“重油”（柴油雏形）；最后釜底残留着漆黑粘稠的沥青。
每一种馏分都被小心收集，测试其燃烧特性。当“灯油”在特制的玻璃罩灯中稳定燃烧，发出明亮而稳定的光芒时，实验室里爆发出阵阵欢呼。孙元化更是敏锐地意识到，“重油”那猛烈的燃烧特性，或许真如陛下所言，未来能用于驱动某种强大的“机械”。
然而，初步的成功也带来了新的问题：实验消耗的石油样品很快见底，要深入研究各馏分的精炼、储存、应用，尤其是探索陛下所言的那些更高级用途（如驱动机械），必须获得稳定且大量的石油供应。
孙元化与墨尻联名上书闪索，详细汇报了钨钢试验成功与石油分馏取得的突破，并附上了精心绘制的装置草图与初步数据。在奏报末尾，他们恳切请求：“……石油之用，初现端倪，然巧妇难为无米之炊。欲深究其妙，广其用途，非有充足油源不可。恳请陛下拨付专款，用于扩大实验，并调拨更多石油以供研究。若能于产油之地就近设立实验场，则事半功倍。”