高校展區527項展項幕后，記者探訪實驗室看上海創新硬核實力

高科技“變廢為寶”賦能前沿產業

第二十六屆中國國際工業博覽會上，全國63所高校齊聚，高校展區527項項目參展。記者走進各校實驗室，探訪最能代表其硬核實力的展項，發現從異質結電催化劑到鋰礦廢渣“煉金術”，“綠色”成為當下前沿產業創新流行色。

海水制氫破解二次污染

憑借風光耦合的電解水/海水與二氧化碳高附加值轉化技術，上海電力大學吳江教授課題組打通“綠電—綠氫—碳轉化”完整鏈條。此次工博會上展示的前沿工程化樣品成果，依托風能、太陽能的綠電資源，一方面實現天然海水直接電解制取綠氫，另一方面將二氧化碳溫室氣體催化轉化為乙烯、甲烷等高附加值化工產品。

傳統海水制氫，依賴海水淡化工序，設備投入高，還會產生濃鹽水等二次污染物﹔二氧化碳的常規處理以封存為主，也很難高效轉化為有用工業品。針對行業痛點，上電吳江團隊在催化劑材料、電解工藝、研發方法上實現多重創新：成功開發高性能光催化材料，實現二氧化碳制乙烯接近100%的選擇性﹔通過稀土摻雜，調控電子軌道能級，在常溫常壓條件下將二氧化碳定向轉化為甲烷，產物選擇性超90%。

團隊研發出硫酸鹽耐氯防護層的異質結電催化劑，無需海水淡化預處理，將天然海水直接電解制氫，可穩定運行超360小時，海水電解模塊已獲得歐盟氫能認証。

這一擁有27項發明專利的項目，用於海上風光基地、海島場景，可就地消納風電光伏的富余棄電，直接電解海水產出綠氫。

高回收率“煉金有術”

作為鋰電源頭的鋰礦冶煉過程，大量含有鈹、鉈等有毒重金屬的“冶煉剩余物”悄然堆積，成為懸在綠色生態環境頭頂的一把利劍。

在工博會，藏著“採礦廢渣”變身“戰略金屬”的秘密。華東理工大學生物工程學院張旭教授領銜的參展項目“含金屬固廢資源化和無害化生物反應器技術”，找來自然界中的嗜酸性微生物為人類“打工”，圍繞菌種挖掘、工藝調控、反應器放大三大核心問題攻關，最終開發出具有完全自主知識產權的含金屬固廢生物浸出技術體系。

“簡單說，就是讓微生物‘吃’進廢渣，‘吐’出寶貝。”經過馴化改造，這些微生物能代謝產生高效生物酸，在溫和條件下像“生物手術刀”一樣，精准分離有毒元素與有價金屬，溶浸效率優於傳統工藝中同等濃度下的無機酸和有機酸。

目前，該技術已通過生態環境部專家論証，被認定填補了國內外技術空白。“這技術不僅適用於鋰冶煉剩余物處置，還可廣泛推廣至其他類型含金屬固廢的無害化和資源化處理，為有色冶金、礦山開採等行業的固廢處置提供全新解決方案。”

“工業包袱”變戰略材料

同樣是戰略資源，“黑色”也能變綠。華理展區的另一邊，“煤矸石制備電子鋁硅合金”項目讓億噸廢渣變身AI芯片的戰略材料。我國堆存著超過70億噸採煤留下的“廢物”——煤矸石，且每年仍以數億噸的速度遞增。這個龐大的“工業包袱”，長期以來主要靠填埋處置。

硬幣的另一面，5G通信、AI服務器GPU及航空航天等前沿領域，正對一種核心材料——中高端的鋁硅合金極為渴求。華東理工資源與環境工程學院喬秀臣教授領銜的科研團隊，為此展開一場長達20年的“科技煉金術”探索。

傳統方法制備高純鋁硅合金，極度依賴高昂的高純鋁和高純硅原料，成本居高不下。喬秀臣團隊研發的“低溫自蔓延燃燒技術”，在原料端對煤矸石進行活化處理，完美解決了煤矸石選用過程中“鐵含量過高”的行業頑疾。“熔鹽電解三合一”技術則打破了傳統方法的局限，直接以純化煤矸石為原料，在熔鹽體系中一步協同制備出高硅鋁硅合金。

項目不僅原料成本極低，還可享受國家固廢處置補貼，在原料端跑通了奇跡般的“負成本”邏輯。其制備出的合金產品熱導率、熱膨脹系數等關鍵指標達到或優於市場現有高端產品標准。“接下來，團隊全速推進中試線建設，力求早日量產高性能鋁硅合金。”喬秀臣說。

（來源：解放日報 記者 徐瑞哲）