研發電泳技術分離膜組件天一環境歷經三年坎坷蝶變路
2014-05-09 16:12:03
admin
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據北方新聞網2013年11月26日訊 “前期在技術研發階段，我記得我有40多天都是和衣睡覺，而且每天只睡3、4個小時”。內蒙古天一環境技術有限公司總經理王冰如是說。
從2011年5月，王冰和畢業于德國不萊梅大學的杜飛博士，以及他們只有幾個人的小團隊入駐呼和浩特市留學產業創業園開始，這幾個年輕人立志要攻克介電電泳不能實現工業化放大應用這一困擾世界物理學界多年的難題。
介電電泳的秘密
“介電電泳就是對納米粒子的操控。”王冰說。這是一個非常新的理論，屬于應用物理學的范疇。以水處理技術為例，工業化廢水在介電電泳與膜分離技術的結合作用下，可以實現對環境的無害排放，因此對環境和人體不會造成任何傷害。
事實上，介電電泳是一種“共性基礎技術”，換言之，這種高新技術可以被應用于環境、能源、生物、礦產、醫療、醫藥、新材料和物質回收等諸多產業化技術研發和應用領域。
數年來，介電電泳技術一直被歐美學界所高度重視，但是關于這一領域的研究卻仍然只停留在微應用方面，世界上任何國家都沒有把該技術放大、并進行商業應用的先例，因為尚有難以攻克的幾個世界難題還擺在科研人員的面前。
而作為世界范圍內唯一掌握該理論放大應用的核心技術團隊，王冰在實驗室里幾乎做了上萬次的實驗。
“我自己也數不清到底失敗了多少次，因為我把可以想得到的材料幾乎全試了個遍”。
首先，第一個問題就是電源。實驗要用的特殊負載特性高頻電源至今國外對中國還是實行技術封鎖的，王冰無法將其作為主要設備長期進口采購，而且這種電源的造價非常高，幾乎無法實現普通應用。
在隨后的技術研發階段，王冰和他的團隊幾經嘗試，拿下了這一難題，研制成功了首個介電電泳工業化專用電源，但電源的電極作為電源輸出的載體，緊接著也成為了下一個棘手的問題。由于國外沒有這方面的先例，一切難題都要靠自己去解決。
“困難是一個接一個，實在太多了。”王冰回憶起當時的情形，臉上掠過一絲旁人無法察覺的復雜表情。
如果說電源和電極還只是一般性難題，那么電極的涂層就是困擾著學界無法實現放大應用的核心難題。
“那時候只記得做實驗，沒日沒夜地做，困了，就在實驗室的地上睡上幾個小時，不停地找材料，反復地對比和觀察，我當時心里真的沒底，我甚至不知道有沒有一種材料可以作為合適的涂層讓物質可以按照不同的頻率輸出。”
為什么天一環境成功了，而其他人沒有成功呢？王冰解釋說，因為介電電泳一直以來都是物理學家們在研究，但是物理學家中懂材料學的人特別少，而懂材料學的人又沒有接觸過這個比較新的物理學概念。所以對于學材料出身的王冰來說，仿佛是機會為他而留。
千萬次嘗試后，終于有一天，成功了。
從0開始的工業化嘗試
2009年，王冰回到國內。“當時正好趕上國內出臺了一系列政策，一批支持留學人員創業的高新技術產業園在國內建立起來，我和我的團隊覺得國內的環境更適于放大研究，而且，如果我們在國外攻破難題并且申請專利的話，以后國內的相關行業想要應用這項技術就必須向國外支付高昂的專利使用費用，從長遠來看，我必須回國。”
雖然心里知道國內在條件、設備和資金方面十分困難的情況下，王冰還是毅然回來了。
2011年，王冰和杜飛帶領團隊入駐呼和浩特市留學生創業園，并創辦了內蒙古介電電泳環境技術有限公司。
2012年夏天，為了能夠參加包頭稀土大會，王冰開始趕制一套膜組件，在沒有機器設備的條件下，只好用手工制作，熬了幾個晚上，世界上第一臺介電電泳技術與膜技術結合的高性能分離膜組件誕生了。介電電泳膜組件較之傳統的膜分離組件，將膜面穩定通量提高2倍以上，分離效率提高3倍以上，在污水處理領域具有革命性意義。它在稀土大會上的亮相立刻引起國內外專家們的高度重視，并得到了廣泛贊譽。
“這在當時引起了不小的轟動，不僅標志著分離膜元件實現了革命性的突破，也實現了世界介電電泳放大應用領域里程碑式的突破。”內蒙古天一環境技術有限公司副經理李霞不無激動地說。
光有手工制作的膜組件還不行，得建立一條生產線！說干就干，王冰團隊又投入到了設計、采購、安裝、技術調試等一系列工作中，租廠房、找資金、聘人員……
經過近1年的緊張工作，2013年7月，第一條生產線在呼和浩特建成了。9月，人民大會堂，DEP膜法水處理專利新技術發布會上，內蒙古天一環境技術有限公司宣布具有完整自主知識產權的水處理分離膜元件生產線實現規模化投產。10月，依舊是人民大會堂，又舉行了介電電泳PM2.5處理專利技術發布會。“繼新技術發布會后，12月，將舉行新產品發布會。”李霞介紹到。
短短3年時間，一路走來，天一環境研發團隊已成為目前世界上唯一掌握介電電泳放大應用核心技術的團隊，實現了一次華麗的蝶變。
王冰團隊已擁有介電電泳放大應用方面自主知識產權專利34項，其中發明專利30項、國際專利6項，并擁有完全自主知識產權。同時是世界多項首創記錄擁有者：世界首創全自動機器人膜元件生產線、系列多金屬DEP工業電極及涂層材料、具有自潔功能的系列分離膜元件……
“一旦開始就必須永不停歇的進行下去，還有很多領域很多技術等著我們去實踐，我相信雖然路很長，但是我們能夠一直走下去。”王冰說。
在位于呼和浩特沙爾沁的產業園里，已經形成了分離膜元件年40萬平方米的生產能力，投產后將實現40億元以上的年產值，同時，根據市場預期，每年會有30%以上的高增長率，并計劃于2015年9月提請創業板上市。