我國是一個(gè)水資源貧乏的國家,根據(jù)國家水利部資料顯示,我國人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4,全國年平均缺水量高達(dá)500多億立方米，全國約有三分之二的城市存在著缺水問題。
為了解決水資源短缺的問題,污水回用技術(shù)日益受到我國各級(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。
在市場需求及產(chǎn)業(yè)政策的雙重推動(dòng)下,我國膜法水處理工程正以40%的年增長率高速發(fā)展,膜產(chǎn)品產(chǎn)值年增長率也達(dá)到20%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國際平均水平。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(無機(jī)膜)。
其中有機(jī)膜約占膜市場的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,可循環(huán)利用,可很好的解決二次污染問題，因此有望取代有機(jī)膜成為主流的分離高新技術(shù)。
然而,長期以來,平板陶瓷膜因制備工藝復(fù)雜,技術(shù)長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。我國大量平板陶瓷膜產(chǎn)品長期依賴進(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,長期受制于人。因此,提升我國膜產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)競爭力迫在眉睫。
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),希望攻克無機(jī)膜制備和產(chǎn)業(yè)化中的諸多核心技術(shù)問題。
鐘澄教授通過將其在新能源領(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)問題。然而,自主創(chuàng)新的過程絕不容易,往往堪稱艱難。經(jīng)過不斷探索,胡文彬、鐘澄團(tuán)隊(duì)最終開發(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題以及其他相關(guān)污水治理問題。
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)也意味著我國成功地將高性價(jià)比無機(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爭優(yōu)勢,促進(jìn)我國科研機(jī)構(gòu)邁向建設(shè)國際一流“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)格更具競爭力的膜材料,以改善我國乃至世界水環(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)由于之前被國外壟斷,所以售價(jià)極其高昂,嚴(yán)重阻礙了國內(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),有效突破了長期的國際壟斷,并且在解決國內(nèi)部分市場需求的同時(shí),還成功拓展了澳大利亞、德國、捷克、俄羅斯等海外市場,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?！?/p>
團(tuán)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人鐘澄教授介紹說:“未來團(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)新來定義未來之美,為中國乃至世界未來的綠水青山做出更大貢獻(xiàn)?！?/p>
文章來源：中國網(wǎng)科學(xué)
