研发电泳技术分离膜组件天一环境历经三年坎坷蝶变路
2014-05-09 16:12:03
admin
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据北方新闻网2013年11月26日讯 “前期在技术研发阶段，我记得我有40多天都是和衣睡觉，而且每天只睡3、4个小时”。内蒙古天一环境技术有限公司总经理王冰如是说。
从2011年5月，王冰和毕业于德国不莱梅大学的杜飞博士，以及他们只有几个人的小团队入驻呼和浩特市留学产业创业园开始，这几个年轻人立志要攻克介电电泳不能实现工业化放大应用这一困扰世界物理学界多年的难题。
介电电泳的秘密
“介电电泳就是对纳米粒子的操控。”王冰说。这是一个非常新的理论，属于应用物理学的范畴。以水处理技术为例，工业化废水在介电电泳与膜分离技术的结合作用下，可以实现对环境的无害排放，因此对环境和人体不会造成任何伤害。
事实上，介电电泳是一种“共性基础技术”，换言之，这种高新技术可以被应用于环境、能源、生物、矿产、医疗、医药、新材料和物质回收等诸多产业化技术研发和应用领域。
数年来，介电电泳技术一直被欧美学界所高度重视，但是关于这一领域的研究却仍然只停留在微应用方面，世界上任何国家都没有把该技术放大、并进行商业应用的先例，因为尚有难以攻克的几个世界难题还摆在科研人员的面前。
而作为世界范围内唯一掌握该理论放大应用的核心技术团队，王冰在实验室里几乎做了上万次的实验。
“我自己也数不清到底失败了多少次，因为我把可以想得到的材料几乎全试了个遍”。
首先，第一个问题就是电源。实验要用的特殊负载特性高频电源至今国外对中国还是实行技术封锁的，王冰无法将其作为主要设备长期进口采购，而且这种电源的造价非常高，几乎无法实现普通应用。
在随后的技术研发阶段，王冰和他的团队几经尝试，拿下了这一难题，研制成功了首个介电电泳工业化专用电源，但电源的电极作为电源输出的载体，紧接着也成为了下一个棘手的问题。由于国外没有这方面的先例，一切难题都要靠自己去解决。
“困难是一个接一个，实在太多了。”王冰回忆起当时的情形，脸上掠过一丝旁人无法察觉的复杂表情。
如果说电源和电极还只是一般性难题，那么电极的涂层就是困扰着学界无法实现放大应用的核心难题。
“那时候只记得做实验，没日没夜地做，困了，就在实验室的地上睡上几个小时，不停地找材料，反复地对比和观察，我当时心里真的没底，我甚至不知道有没有一种材料可以作为合适的涂层让物质可以按照不同的频率输出。”
为什么天一环境成功了，而其他人没有成功呢？王冰解释说，因为介电电泳一直以来都是物理学家们在研究，但是物理学家中懂材料学的人特别少，而懂材料学的人又没有接触过这个比较新的物理学概念。所以对于学材料出身的王冰来说，仿佛是机会为他而留。
千万次尝试后，终于有一天，成功了。
从0开始的工业化尝试
2009年，王冰回到国内。“当时正好赶上国内出台了一系列政策，一批支持留学人员创业的高新技术产业园在国内建立起来，我和我的团队觉得国内的环境更适于放大研究，而且，如果我们在国外攻破难题并且申请专利的话，以后国内的相关行业想要应用这项技术就必须向国外支付高昂的专利使用费用，从长远来看，我必须回国。”
虽然心里知道国内在条件、设备和资金方面十分困难的情况下，王冰还是毅然回来了。
2011年，王冰和杜飞带领团队入驻呼和浩特市留学生创业园，并创办了内蒙古介电电泳环境技术有限公司。
2012年夏天，为了能够参加包头稀土大会，王冰开始赶制一套膜组件，在没有机器设备的条件下，只好用手工制作，熬了几个晚上，世界上第一台介电电泳技术与膜技术结合的高性能分离膜组件诞生了。介电电泳膜组件较之传统的膜分离组件，将膜面稳定通量提高2倍以上，分离效率提高3倍以上，在污水处理领域具有革命性意义。它在稀土大会上的亮相立刻引起国内外专家们的高度重视，并得到了广泛赞誉。
“这在当时引起了不小的轰动，不仅标志着分离膜元件实现了革命性的突破，也实现了世界介电电泳放大应用领域里程碑式的突破。”内蒙古天一环境技术有限公司副经理李霞不无激动地说。
光有手工制作的膜组件还不行，得建立一条生产线！说干就干，王冰团队又投入到了设计、采购、安装、技术调试等一系列工作中，租厂房、找资金、聘人员……
经过近1年的紧张工作，2013年7月，第一条生产线在呼和浩特建成了。9月，人民大会堂，DEP膜法水处理专利新技术发布会上，内蒙古天一环境技术有限公司宣布具有完整自主知识产权的水处理分离膜元件生产线实现规模化投产。10月，依旧是人民大会堂，又举行了介电电泳PM2.5处理专利技术发布会。“继新技术发布会后，12月，将举行新产品发布会。”李霞介绍到。
短短3年时间，一路走来，天一环境研发团队已成为目前世界上唯一掌握介电电泳放大应用核心技术的团队，实现了一次华丽的蝶变。
王冰团队已拥有介电电泳放大应用方面自主知识产权专利34项，其中发明专利30项、国际专利6项，并拥有完全自主知识产权。同时是世界多项首创记录拥有者：世界首创全自动机器人膜元件生产线、系列多金属DEP工业电极及涂层材料、具有自洁功能的系列分离膜元件……
“一旦开始就必须永不停歇的进行下去，还有很多领域很多技术等着我们去实践，我相信虽然路很长，但是我们能够一直走下去。”王冰说。
在位于呼和浩特沙尔沁的产业园里，已经形成了分离膜元件年40万平方米的生产能力，投产后将实现40亿元以上的年产值，同时，根据市场预期，每年会有30%以上的高增长率，并计划于2015年9月提请创业板上市。