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叶青看财经2515:“跟着老师创业”新案例
2024-02-04 09:33:22   来源:今日湖北

华中科技大学化学与化工学院夏宝玉教授团队利用回收的废旧电池将二氧化碳转化为具有高经济价值的甲酸,并打破多项世界纪录。131日,团队研究成果“质子交换膜系统中持久的CO2转化”在《自然》刊发。

在电解二氧化碳获得的二十余种产物中,甲酸在燃料电池、医药领域等都有广泛用途。高效获得高纯甲酸,不仅能够消耗二氧化碳,还能创造可观的经济效益。夏宝玉团队历时近五年,创建了质子交换膜二氧化碳电解系统,让甲酸的生成率超过93%,并能连续稳定运行5000小时以上,在多项指标上打破世界纪录。

当前电催化二氧化碳还原技术中,研究者使用的电解液大多呈碱性,相当一部分二氧化碳会被碱性电解液吸收并生成大量碳酸盐在电极表面沉积,大幅降低转化效率和寿命。

采用酸性电解液就能够极大提升转化效率。团队主要成员房文生不断尝试,巧妙地利用回收来的废旧电池获得了一种铅基耐酸腐蚀的二氧化碳还原电催化剂。全新的反应机理让二氧化碳在电解过程中只产生甲酸和少量氢气的同时,还实现了极高的转化效率。

团队发现借助水来完成氧化反应会生成阳极副产物,腐蚀系统中关键部件——质子交换膜,进而影响整个电解体系的性能与寿命。在能源化学领域多年的研究经验让夏宝玉产生了“以氢气替换水”的想法。这不仅有效避免了质子交换膜的腐蚀,大幅提高稳定性和使用寿命,还极大地减少了系统的耗电量,团队收获了意想不到的效果。解决种种困难后,团队对反应器件构造进行优化设计,最终实现了在3.6V槽压下20A电流的低能耗高效益电解反应,并能够连续运行5000小时以上。

团队设计的二氧化碳电解反应器能在高效稳定运行的基础上实现面积与产量的40倍放大。按照当前市场成本估计,每电解产生1吨甲酸将获得244美元盈利,并有望实现工业化应用。

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这无疑是“城市矿山”重要部分,变废为宝。我虽然看不太懂,但是我关注这张照片,这是“跟着老师去创业”的新案例。好像还有一位留学生。

在老师的两边,有副教授、讲师、博士、硕士,甚至本科生。当老师的成果进入市场之后,这些学生就是得力助手,扩大产能的技术方代表。技术入股的技术专家。而且可以走向世界。不用花一分钱,就可以拥有股份。

质子交换膜一词,让我想到华科的另外一件事。

作为实验室研究和工业化生产之间的中间环节,中试被视为科技成果成功转化的“最后一公里”。

20226月,武汉经开区与华中科技大学共建未来技术创新研究院,聚焦智能制造、新材料、新能源、数字经济等产业,推动创新链和产业链深度融合。一年后,该研究院协助20个科技成果转化项目团队完成设备搬迁、新设备采购、中试生产线搭建及调试工作。

20237月,固态锂电池关键技术及产业化项目、金属增材制造粉末设计制备及产业化项目、高能量密度磷酸锰铁锂复合正极项目等5条中试生产线也顺利点火、试生产。2023年底可完成14条中试生产线的搭建和运转,并产生一批高质量科研成果,孵化一批高质量企业。

其中,在20231月,华中科技大学多功能导体隔膜中试及产业化项目正式入驻武汉经开区未来技术创新研究院中试基地,并开始进行产线搭建,起跑科技成果转化“最后一公里”。

据项目团队负责人、华中科技大学教授朱文介绍,该项目具有广阔的市场应用前景,对解决当前锂离子电池的安全问题和提升电池的电化学性能具有重要意义。近年来,朱文教授科研团队不断攻克超离子导体固态电解质技术瓶颈,实现了离子电导率跨越式数量级突破,并率先开发出第三代微纳陶瓷超离子导体隔膜,全面取代现今商业化的有机高分子隔膜,产品覆盖消费电子产品、汽车动力电池、储能电池等领域。

202210月签订入驻协议后,项目团队立即开展公司注册、中试产线场地规划设计、电池厂调研、设备定制等前期筹备工作。一年前,项目已完成新公司注册、中试产线设计和施工方案编制等工作。“按照计划,这个项目的中试生产线预计2024年上半年建成投产。”项目投产后,可年产正极材料30吨、导体隔膜15吨。

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就是这张照片,让我提出了“跟着老师创业”的观点。讲课中经常用到。


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