化學制造產業是國民經濟的支柱之一,約涵蓋30%左右的GDP。數據顯示,僅化學制造過程降碳價值一項,估計將超過1000億元。
既可用于對存量化學制造生產線的改造,又可直接用于新上裝置,目前已成功應用于百萬噸級的柴油加氫制國六柴油、單線40萬噸級以上的丁辛醇生產、20萬噸級以上的醋酸生產、10萬噸級以上高鹽高COD工業廢水的處理等煉油、石化、精細化工、新材料、環保等領域……在這項令人驚嘆的技術背后,南京大學科研力量提供了有力支撐。
南京微界面技術研究院院長兼首席科學家、南京大學化學化工學院張志炳教授帶領團隊經過20余年潛心攻關,在國際上首創微界面反應強化技術,成功賦能煉油石化、生化制藥、新材料、新能源、資源循環等產業,加速其綠色低碳轉型,更以“產學研”深度融合的“南京模式”,書寫新質生產力驅動高質量發展的生動實踐。
走進該研究院的實驗室,只見由玉米粉生物發酵形成的透明液體狀乳酸,經過微界面強化反應器和微界面強化分離器實現一系列化學反應和組分分離,在結片機中“變身”為雪白色粉末——可降解的聚乳酸單體丙交酯產品——它一直是美歐公司對我國禁運的高端技術。
正在帶領團隊進行技術迭代的研究院負責人、張志炳介紹,這項技術的奧秘在于,將化學制造過程中氣體、液體、固體之間分子傳遞的“界面”放大,相當于在不同物質之間搭建了一條超高速公路,將物質和能量的傳輸效率提高數百倍,解決化學品生產中高能耗、高排放、低效率、低效益等普遍性問題。
團隊方面,創始人張志炳是我國化工領域一名重量級的實戰型專家,中國化工學會首批會士,中國化工學會侯德榜化工科技成就獎獲得者,同時也是南京大學化學工程與技術國家“雙一流”學科的主要創始人。早在20多年前,張志炳團隊便開始研究微界面強化技術了,并不斷升級迭代成為“微納反應強化技術”,領銜承擔研發和設計150余項產業化項目,其中包括具有世界級難度的“3kt/a二氫月桂烯醇項目”“120kt/a超高純甲烷氯化物項目”“100kt/a聚乳酸單體丙交酯項目”和“1.2Mt/a超低壓柴油加氫生產國VI標準柴油項目”“40萬噸微界面丁辛醇生產技術”等等,積累了豐富的理論研究、技術開發、工程化和產業化經驗。此外,核心技術團隊包含了兩位院士和30余位教授、高工、博士后和博士研究人員,產業化和管理團隊也具備多年項目拓展和生產運營經驗。
然而,科研成果從大學實驗室走向產業化應用的過程,也像隔著“界面”:科研人員的職務科技成果所有權和長期使用權的界定,一直未明晰。“產學研合作多是企業與學校簽訂協議,以項目制方式為企業解決技術難題。成果和收益歸學校所有,學校再給課題組一定獎勵。”張志炳說,這樣的模式對科研人員評級晉升、物質回報等方面的激勵作用有限,且成果轉化流程復雜、周期較長,因此產業化動力不足。
如何打破“界面”,破解科技成果轉化不敢轉、不愿轉等難題,推動更多科技成果轉化為現實生產力?
2020年,教育部、科技部等9部門聯合推出一項改革:職務科技成果賦權試點。南京大學是江蘇的首批試點單位之一,創新探索科研人員利用成果開展作價入股、賦予長期使用權等具體舉措。
政策激勵下,南京江北新區管委會、南京大學與張志炳團隊等建立南京微界面技術研究院,以公司化形式運營。“因涉及職務發明,我們與學校約定了專利的‘賦予長期使用權’。在專利有效期內,研究院與學校約定專利使用費的上交方式,在研究院內部,團隊享有控股權。”張志炳說,這極大激發了科研人員成果轉化的積極性。
當前,微界面反應強化技術現已在煉油石化、新材料、環境治理等多個領域落地30余個項目。“單套40萬噸以上微界面丁辛醇工藝包等項目,打破了國外技術壟斷,展現出科技自立自強。”未來,研究團隊將會不斷拓展應用領域,擴大項目規模,拓寬應用面,為我國化學制造業提質增效和碳減排貢獻力量。
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