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  • “追求一流”让科技成果竞相迸发

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2019-11-15

    作者:胡齐敏资料来源:中国科学新闻,发布时间:2019/9/17 8:442336016

    商品名:中小

    从“合成油”到“清洁能源”

    “追求一流”使科技成果与发电相竞争

    ■我们的记者胡齐敏

    石油被称为现代工业的“血液”,但当新中国成立,一切悬而未决时,它成为中国经济发展的绊脚石。

    在一个特殊的时代,中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化学物理研究所)的科学家们让他们的研究方向与民族复兴齐头并进,把个人愿望与国家命运联系起来,把发展水煤气合成液体燃料,支持新中国石油工业的复苏作为他们光荣的使命,从而解决了国家的迫切需要。

    这是大连化学工业顺应时代脉搏取得辉煌成就的缩影。70年来,一项又一项的创新从这里涌现出来,一代又一代的科学研究人员在这里进进出出.

    从大局出发,新中国第一个五年计划是在1953年实施的,随后是与国家科技发展计划相关的《1956年至1967年科学技术发展远景规划》的起草和论证。

    为此,大连化工学院确定了三项规划内容。除了继续发展人工石油技术和提高原油加工技术外,我们还应该瞄准国民经济和国防建设所需的产品。

    抗美援朝战争爆发后,中国急需炸药。甲苯作为炸药的重要原料,供应短缺。该研究所开发了一种用于七碳馏分脱氢环化为甲苯的催化剂,最终成功实现了工业化生产,在当时的国防中发挥了不可磨灭的作用。

    1958年,“两颗炸弹和一颗卫星”的研制被提上日程。中国科学院前副院长张劲夫在他的着作《请历史记住他们——关于中国科学院与“两弹一星”的回忆》中提到,当时中国科学院有四个最着名的化学研究所参与其中,它们被称为“四大家族”,其中包括大连化学研究所。

    20世纪60年代,国家从苏联进口的航空煤油被切断。大连化工学院迅速将加氢异构催化剂作为一个关键问题。1966年,我国设计的最大的航空煤油厂在周年纪念日建成。

    1962年11月,青岛的晚秋海风凉爽,但并没有影响到张文华、白介夫、朱林宝、顾简一、张存浩等人汹涌澎湃的心。

    他们参加了一个关于大连化学研究所未来的重要会议。青岛会议也是研究所科学目标和学科选择中最关键的转折点。

    根据国家战略目标的转移,他们讨论并制定了建立综合研究所的计划,设立了催化、色谱、燃烧、金属有机、化学反应动力学和材料结构六个学科领域,以及火箭推进剂、重有机合成和技术设备三项任务。

    从那以后,大连化工学院在基础研究和技术创新方面都开始蓬勃发展。

    1965年,该研究所承担了为净化氨原料气新工艺开发三种催化剂的任务,这是国家工业运输技术革命的一个关键研究项目,不用担心外国技术的严格封锁。半年内,中国氨工业从20世纪40年代的水平跃升至世界先进水平。这一成就被五个中央部委共同誉为新中国成立以来的十六项先进化学技术之一。

    1978年,随着科学之春的到来,大连化学学院第一个“微反应动力学实验室”应运而生,并开发了我国第一个跨分子束实验装置等重大成果。许多学科获得了中国科学院科技进步奖和国家自然科学奖。从此,楼南泉、张存浩、朱青石、何郭忠、沙国和、杨薛明、张东晖相继当选为中国科学院院士。世纪之交,中国科学院实施了一项知识创新工程。大连化工学院作为首批试点单位之一,在多年发展势头的基础上,进入了快速发展时期。大连化工学院院长刘钟敏眼中的“好东西”频频闪现。

    李灿1996年回国后启动的第一个项目是在中国开展紫外拉曼光谱催化表征的研究。尽管遇到挫折,经过两年的努力,中国第一台用于催化和材料研究的紫外共振拉曼光谱仪已经成功研制成功。由于其对催化材料表征的创新和意义,该技术被国际权威科技媒体作为当时表面催化研究的三大进展之一进行了综述,并获得了中国科学院发明奖、国家技术发明奖二等奖、国际催化奖等。2003年,李灿成为中国科学院最年轻的院士之一。

    同期,张涛团队克服了催化剂结构强度、低温活性、工程放大等难题。并成功地将水合肼催化分解技术应用于某型飞机的应急电源系统,为飞机的设计和定型以及打破国外封锁做出了重要贡献。该成果荣获2006年国家技术发明奖和国家科技进步奖二等奖。

    2011年,杨薛明团队与上海应用物理研究所提出的“大连相干光源大连极紫外自由电子激光器”项目携手合作,成为国家自然科学基金资助的第一个资金超过1亿元的项目。六年后,世界上唯一工作在极紫外波段的自由电子激光装置大连光源发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲。刘钟敏十分兴奋地表示,这个为探索未知物质世界、发现新的科学规律、实现技术变革而建立的前所未有的研究工具,也将成为世界一流的人才高地和学术交流平台。

    大连化学工业学院是在“科学救国”的实践中成长起来的,它始终坚持“我们做国家最需要的事情”的文化传统。

    “归根结底,最终解决国家发展需求的不是科学家,而是企业家!”大连化学工业学院党委书记王华道指出了其背后的基本逻辑技术研发与成果转化的无缝衔接是大连化学工业学院的独特优势。

    大连化学研究所的每个人都知道一个骄傲的故事,这个故事跨越了30年,经历了四代科研人员。

    20世纪80年代初,为了应对石油危机,确保能源的战略安全,大连化学研究所开始部署以煤-甲醇替代石油制烯烃的前沿研究。在经历了失败、研究、失败和研究之后,我们终于在20世纪90年代中期拥有了一定的技术储备。

    这时,刘钟敏接过了领导的接力棒,一路努力改进和促进这项研究成果的工业示范和规模化生产。然而,由于国际原油价格低廉,没有企业重视这项技术。

    精炼成钢的刘钟敏已经蛰伏了几年,但从未放弃。2004年,国际油价开始上涨,这项技术真的迎来了春天。

    大连化工学院与新兴能源科技有限公司和洛阳工程有限公司合作,建成世界上首个万吨甲醇制烯烃工业试验设施,2006年完成工业试验,2010年实现第一次工业生产。

    现在,第三代甲醇制烯烃技术也完成了1000吨的中试,其系列技术已经签订了25台机组的技术实施许可合同,烯烃生产能力为1500万吨/年,为我国创造了战略性新兴产业。

    2014年,该成果获得国家技术发明奖一等奖。在刘钟敏看来,成果转化的关键在于“研究机构能否提供企业和社会真正能够使用的技术发明”。

    在市场化方面,针对企业急需的核心技术,干气制乙苯也是一个很好的代表。

    催化干气制乙苯技术是炼油厂催化裂化、催化裂化等装置产生的干气中的乙烯与苯反应生成乙苯,被称为“变废为宝”。

    1985年,时任大连化工学院副院长的李赵文带领一个团队到抚顺石化公司,提出开发一条催化干气制乙苯的新的极其困难的技术路线。

    大连化工学院知识产权与成果转化处处长张晨表示,由于科研人员在工业技术研发环境中的长期渗透,他们拥有足够的储备和强大的工业能力。到1993年,该团队完成了从小规模试验、中试到大规模生产的过程,干气制乙苯工业试验装置一次完成并成功投产,达到当时世界先进水平。

    截至2019年初,该技术已在中国23个工业单元开工建设并投入运行,乙苯生产能力总规模超过200万吨/年,总投资超过120亿元。今天,大连化工学院与企业的合作创新涵盖了从基础研发前沿到技术商品化的各个环节张晨还提到,在这一发展过程中,大连化学研究所的专利申请数量从2000年的114项增加到2018年的1519项。

    从零开始,不心局

    也许是因为张来到大连化工学院学习。中国科学院李灿院士也有着非凡的使命感。

    作为国际催化学会理事会第一任中国科学家主席,李灿长期以来一直是国际催化领域的杰出人物。然而,2000年,这位成功的科学家出人意料地放弃了传统的催化研究方向,转向催化领域的世界性难题太阳能光催化分解水制氢。对他来说,一切都是从零开始的,很长一段时间都很难得到行业的支持。

    关于这一决定,李灿解释如下:“在过去的100年里,传统的催化作用主要是在解决化石资源作为能源和材料的转化过程中得到发展和繁荣。未来的催化应更加关注人类社会和生态环境的可持续发展”。

    经过仔细考虑和仔细调查,他坚信太阳能催化水制氢与清洁能源的未来发展和国家战略研究方向高度一致。

    所以他从大学的基础光电物理学开始,从实验仪器的构建到装置的操作,从团队的组建到规模的逐步扩大,从三年不发表文章到产生了一些重要成果,从基础研究到应用研究,持续了18年。

    这种长期研究走得太远太困难。只有李灿知道挫折和困惑。

    现在,这一研究方向已经发展成为世界科技热潮,他的研究工作也从最初的“跑”和“平行”走向了世界“领先”的地位。由于在太阳能光催化领域的突出贡献,李灿于2017年被日本光化学学会授予光化学奖。2019年,他获得了第一个亚太催化成就奖。基于太阳能科学转化基础研究成果的太阳能燃料合成技术目前正在甘肃兰州进行中国首台1000吨工业示范工程装置的试验。

    巧合的是,在大连化学学院,李灿并不是唯一做出这种选择的人。2000年,作为中国科学院“百人计划”的人才从日本回到大连化工学院的张华敏,最初以燃料电池为研究方向,后来在2004年开发了中国第一台150千瓦的城市公交车氢/空气燃料电池发动机,实现了中国大功率燃料电池发动机从零开始的突破。

    然而,他也完成了一个“奇怪”的转折,也瞄准了清洁能源,研究了主流储能系统之外的全钒氧化还原液流电池,以解决风能、太阳能等可再生能源发电中遇到的问题。

    截至2018年,大连柯荣储能技术发展有限公司和大连化工学院联合实施了30多个全钒氧化还原液流电池储能系统工程示范和工业应用项目。其电解质、反应堆和储能系统已出口到美国、德国、日本等国家。目前,这是世界上唯一一个拥有完整的钒氧化还原液流电池储能产业链的团队。

    李灿或张华敏的选择并没有跟随热点,相反,它们都是从当时极其寒冷的地方开始的。

    ”大连化学工业学院很少从事短、平、快的研究项目。这些杰出的科研成果只有经过至少十年的艰苦努力才能开花结果。”王华真诚地钦佩这些科学家的精神。

    无论现在是冷是热,有没有资源,都是通过科学家的战略思维和长远眼光,响应国家的重大政策,提前找到新的研究地点,研究所才有充分的发展潜力。

    2007年,国家批准大连化工学院建设国家清洁能源实验室。十年后,大连化工学院与中国科学院能源领域二十余支优势力量联手,成立了中国科学院清洁能源创新研究所,并以可持续能源研究为主导方向。

    在刘钟敏看来,能源领域的创新研究具有跨学科、高风险、时间长和技术难度大的特点。在历史发展的新阶段,加强学科布局和发展方向的顶层设计,集中力量,统筹规划,将是指导能源领域重大科研成果持续产出的重要保证。

    《中国科学报》 (2019-09-17第一版集锦)

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