“大家好,我们是来自西安建筑科技大学的团队,很荣幸给大家介绍我们的项目:盐湖卤水绿色提锂技术领航者……”对于我校环境学院博士研究生、项目负责人王雷磊来说,这样的介绍“已数不清练习了多少次”。
在10月15日晚闭幕的第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛上,我校“盐湖卤水绿色提锂技术领航者”项目从全球124个国家和地区4093所学校的109万个团队优秀项目中脱颖而出,斩获金奖,这是陕西省属高校首次获得该赛事金奖。同时,该项目指导教师之一王磊教授也获评大赛总决赛优秀创新创业导师。
一个突破:解决了从低品位卤水中提锂的世界级难题
被列入“国家战略性矿产”目录的锂元素,是推动世界进步的重要能源元素,被称为“白色石油”,其广泛应用于3C、新能源汽车等行业领域。近年来,锂电池需求迅速增大,其原材料碳酸锂需求量以年均20%的速度增长,预计2025年年需求量高达120万吨,呈现出千亿级的市场规模。
自然界中锂资源80%存在卤水中,20%存在矿石中。我国锂资源储量占世界的22.1%,主要集中分布在青海、西藏的盐湖卤水中,但我国锂产品仅占全球的6.62%,锂产品加工的原材料70%以上依赖进口。
“造成这一现象的原因是我国卤水同国外相比具有锂浓度低、镁锂比高、水质特征复杂的特点。这也使得我国的卤水提锂难度极大。”王雷磊团队介绍说,提锂行业有三大痛点:矿石提锂成本高、污染大且储量小,优质卤水稀缺,最重要的是低品位锂的提取技术缺乏。“这就意味着谁掌握了低成本低品位卤水提锂技术,谁就能成为行业王者。”
针对青海省高镁锂比(1300:1)、低锂浓度(0.07g/L)卤水弃液,团队开发了以“固相离子束缚+膜分离”为核心的高效、绿色、低成本提锂技术。固相离子束缚技术用于锂离子的富集,综合性能达到传统吸附剂的20倍;膜分离技术用于镁锂的深度分离,达90%以上。
除了固定式的生产线,在不适合建厂地区,团队还提出了“航母式”移动式提锂新模式,以搭载固相锂离子束缚技术的吸附车完成锂资源的移动式提取,与母港固定生产线无缝对接。
“用我们技术生产的电池级碳酸锂成本为2-3万元/吨,同行则在4-7万元/吨。我们将环境保护和盐湖卤水锂资源提取结合起来,整个工艺基本上为物理方法,绿色无污染,对生态环境脆弱的青海盐湖进行了无破坏开发,具有很强的经济和环保优势。项目的落成将不仅打破国外电池级碳酸锂产品垄断,而且将推动青海打造千亿元锂产业集群和盐湖产业的转型升级。”王雷磊说。
一份初心:把科技论文写在祖国的大地上
王雷磊说,项目之所以能在很短时间里从实验室走向市场,进而产生显著的生态环境效益、社会效益和经济效益,离不开团队核心人物——王磊教授。
2002年,在日本获得博士学位的王磊回到祖国,“希望能在膜分离领域有所收获,为实现我国的现代化事业尽一份绵薄之力。”
一切从零开始。回国之后,王磊克服了重重困难,建设了膜分离技术研究的实验平台,组建了膜分离技术团队,逐渐确立和凝练了团队的科研方向。
高校是我国科研最重要的力量。然而,一个尴尬的事实至今摆在我们面前:我国科技成果转化率只有10%左右,远低于发达国家40%的水平。
如何让高校科研成果从实验室走向市场,打通科技成果转化的“最后一公里”,王磊教授及其团队成员进行了反复的探索与实践。王磊教授认为,高校科研工作者不能仅仅满足于发表几篇论文,申请几项专利,最重要的是要将实验室的成果转化为真正的生产力,从技术创新延伸到创新实践,践行“把科技论文写在祖国大地上,把科技成果应用在实现现代化伟大事业”的思想。
2017年,对团队来说是至关重要的一年。在陕西省科技厅的支持下,以团队为依托成立了“陕西省膜分离技术研究院”“陕西省膜分离重点实验室”,同时成立了“陕西省膜分离技术研究院有限公司”,开创性地把基础研究平台、科学研究基地与成果转化推上了快速通道。
在王磊教授的带领下,团队在国内首次创新性提出“研究院+有限公司+种子基金”的高校成果转化新模式,这一模式得到了陕西省委省政府的大力支持,作为陕西“一院一所”成果转化模式的补充和拓展,该模式也被称为“一校”模式。
目前,基于前期在节能环保、医疗器械和贵稀资源回收等方面的研究成果,团队已成功孵化了7个公司,盐湖卤水绿色提锂就是其中的一个重要方向。
一种信念:做盐湖卤水贵稀资源绿色开发的领航者
回顾盐湖卤水绿色提锂技术开发和创业过程,王磊教授感慨良多——“可谓不可思议却又在情理之中”。从2017年3月团队在其带领下针对盐湖卤水绿色提锂进行技术攻关,到2017年5月和青海省海西州政府达成战略合作协议;从2017年9月至12月,团队在青海省海西州冷湖镇大盐滩从零开始建设100吨/年中试线,到2017年12月24日,盐湖卤水绿色提锂技术中试线全面调试完成,成功生产出电池级碳酸锂;从第一条生产线建设和调试完成,到站在“互联网+”总决赛领奖台上……对王磊教授及其团队成员来讲,每一次的突破都意味着艰辛的付出——“当地气温接近零下30度,最艰难的时候,团队成员每天仅休息2-3个小时”“目前还有很多成员在零下10度的青海项目一线工作”……
“习近平总书记说,只有与历史同步伐、与时代共命运的人,才能赢得光明的未来。面向新时代,我们将紧跟国家战略需求,奋斗,不停地奋斗!我们的成果是经许多辛勤劳动者的手形成的‘千人糕’,我们只是最终展示‘千人糕’的人。今后,团队将围绕贵稀资源绿色开发技术深入研究,做盐湖卤水贵稀资源绿色开发的领航者。”谈及未来的规划,王磊教授及其团队成员信心满满。(文/笑颜)