我國(guó)是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家,根據(jù)國(guó)家水利部資料顯示,我國(guó)人均水資源占有量?jī)H為世界平均水平的1/4,全國(guó)年平均缺水量高達(dá)500多億立方米，全國(guó)約有三分之二的城市存在著缺水問(wèn)題。
為了解決水資源短缺的問(wèn)題,污水回用技術(shù)日益受到我國(guó)各級(jí)政府和各相關(guān)行業(yè)重視。其中的膜技術(shù)作為一項(xiàng)高效的分離技術(shù),已廣泛應(yīng)用于全球污水處理和排水回用系統(tǒng)中。
在市場(chǎng)需求及產(chǎn)業(yè)政策的雙重推動(dòng)下,我國(guó)膜法水處理工程正以40%的年增長(zhǎng)率高速發(fā)展,膜產(chǎn)品產(chǎn)值年增長(zhǎng)率也達(dá)到20%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)際平均水平。根據(jù)膜組件的材質(zhì),工程膜產(chǎn)品可分為有機(jī)高分子膜(有機(jī)膜)和陶瓷膜(無(wú)機(jī)膜)。
其中有機(jī)膜約占膜市場(chǎng)的95%左右。但是有機(jī)膜的應(yīng)用,面臨材料壽命短、廢舊膜易造成二次污染等嚴(yán)重問(wèn)題。相比之下,采用精細(xì)氧化鋁、碳化硅等材質(zhì)的平板陶瓷膜壽命長(zhǎng),可循環(huán)利用,可很好的解決二次污染問(wèn)題，因此有望取代有機(jī)膜成為主流的分離高新技術(shù)。
然而,長(zhǎng)期以來(lái),平板陶瓷膜因制備工藝復(fù)雜,技術(shù)長(zhǎng)期被歐洲和日本等企業(yè)壟斷,其價(jià)格是有機(jī)膜的十倍以上。我國(guó)大量平板陶瓷膜產(chǎn)品長(zhǎng)期依賴進(jìn)口,未能形成自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),導(dǎo)致在這個(gè)行業(yè)定價(jià)權(quán)缺失,長(zhǎng)期受制于人。因此,提升我國(guó)膜產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力迫在眉睫。
天津大學(xué)材料學(xué)院胡文彬教授和鐘澄教授長(zhǎng)期致力于能源環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵材料研究,帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì),聚焦膜材料學(xué)科前沿,面向國(guó)家能源環(huán)保、生態(tài)治理等產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略需求,以技術(shù)創(chuàng)新為己任,以促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展為動(dòng)力,歷經(jīng)十余年研發(fā),希望攻克無(wú)機(jī)膜制備和產(chǎn)業(yè)化中的諸多核心技術(shù)問(wèn)題。
鐘澄教授通過(guò)將其在新能源領(lǐng)域研發(fā)中獲得的固態(tài)/半固態(tài)電解質(zhì)膜的經(jīng)驗(yàn),跨行業(yè)應(yīng)用于平板陶瓷膜的研發(fā),并探索其中存在的共性關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。然而,自主創(chuàng)新的過(guò)程絕不容易,往往堪稱艱難。經(jīng)過(guò)不斷探索,胡文彬、鐘澄團(tuán)隊(duì)最終開(kāi)發(fā)了高通量材料篩選技術(shù),并基于此發(fā)明了獨(dú)創(chuàng)的低溫成膜配方,設(shè)計(jì)和研發(fā)了先進(jìn)的輥道窯燒成自動(dòng)化流水線,可以從源頭解決全球的微塑料污染問(wèn)題以及其他相關(guān)污水治理問(wèn)題。
胡文彬教授和鐘澄教授的科研創(chuàng)新成果,在完善平板陶瓷膜技術(shù)發(fā)展的同時(shí),也為我國(guó)打造以膜技術(shù)為核心的面向全球的環(huán)境治理與水資源利用產(chǎn)業(yè)形態(tài)創(chuàng)造了新方向,同時(shí)也意味著我國(guó)成功地將高性價(jià)比無(wú)機(jī)膜產(chǎn)業(yè)化,具備了高產(chǎn)能生產(chǎn)優(yōu)異陶瓷分離膜的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),促進(jìn)我國(guó)科研機(jī)構(gòu)邁向建設(shè)國(guó)際一流“科技創(chuàng)新-產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”研發(fā)體系的新階段。
創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。目前,胡文彬教授、鐘澄教授科研團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的膜技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了基于中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心膜技術(shù),并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的成果轉(zhuǎn)化,反映出創(chuàng)新要素向企業(yè)集聚的成效顯著。
“為了盡快使得膜產(chǎn)業(yè)擺脫受制于國(guó)際壟斷的局面,同時(shí)為了向產(chǎn)業(yè)上下游傳達(dá)強(qiáng)烈的信心,使更多的環(huán)境處理工程項(xiàng)目能夠用得上性能更好但價(jià)格更具競(jìng)爭(zhēng)力的膜材料,以改善我國(guó)乃至世界水環(huán)境,團(tuán)隊(duì)核心成員破釜沉舟,完全以個(gè)人資金進(jìn)行這一成果的產(chǎn)業(yè)化,并抵押了在上海、深圳的多套住房。”據(jù)了解,團(tuán)隊(duì)成員利用個(gè)人資金投資,已形成了年產(chǎn)值2億元的平板陶瓷膜生產(chǎn)線。
鐘澄教授介紹,這個(gè)核心膜技術(shù)由于之前被國(guó)外壟斷,所以售價(jià)極其高昂,嚴(yán)重阻礙了國(guó)內(nèi)企業(yè)的使用?！拔覀儺?dāng)前的這一創(chuàng)新成果則成功將平板陶瓷膜的價(jià)格降至僅有國(guó)外同類陶瓷膜產(chǎn)品的15%以下。采用這一科研成果的實(shí)體企業(yè),有效突破了長(zhǎng)期的國(guó)際壟斷,并且在解決國(guó)內(nèi)部分市場(chǎng)需求的同時(shí),還成功拓展了澳大利亞、德國(guó)、捷克、俄羅斯等海外市場(chǎng),從而將自主科技創(chuàng)新和全球產(chǎn)業(yè)升級(jí)進(jìn)行完美結(jié)合。”
團(tuán)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人鐘澄教授介紹說(shuō):“未來(lái)團(tuán)隊(duì)將持續(xù)投入更多創(chuàng)新性研發(fā),尋求多方應(yīng)用合作,使高性價(jià)比的平板陶瓷膜讓環(huán)境工程用得起,實(shí)體企業(yè)用得好。我們也將繼續(xù)圍繞新能源環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵材料等方面進(jìn)行深入科技創(chuàng)新,加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用,用創(chuàng)新來(lái)定義未來(lái)之美,為中國(guó)乃至世界未來(lái)的綠水青山做出更大貢獻(xiàn)。”
文章來(lái)源：中國(guó)網(wǎng)科學(xué)
