世界首創!氣凝膠材料連續式全自動生產落成中國

在剛落幕不久的第五屆中國創新創業大賽(浙江賽區)暨第三屆浙江省“火炬杯”創新創業大賽新材料領域決賽,一位叫金承黎的創業者憑借“第四代常壓幹燥技術批量生產氣凝膠材料技術”在激烈的競爭中脫穎而出,榮膺大賽10強,摘得優秀企業獎的桂冠。3日後,他又攜帶該項目在寧波杭州灣新區國際創業創新大賽復賽杭州賽區以第一名成績直接晉級決賽。

據瞭解,隨著“大眾創業萬眾創新”的逐步深入,有著強大創業基因的浙江,創業創新氣氛高漲,賽事水平也越來越高,前來參賽的創業選手不乏中國科學院院士、海歸人才、千人計劃獲得者、國內頂尖專傢等,眾多知名投資人、企業傢組成的評委團同樣也是專業而犀利。作為一位普通的科技創業者,金承黎施瞭什麼魔法可以征服兩場高水平大賽的評委?

氣凝膠,改變世界的神奇材料

有一種材料身輕如煙,在光線下有爛漫的藍色,有一種材料可以抵禦1000多度高溫呵護嬌艷的鮮花,有一種材料可以將1公斤炸藥的爆炸威力化為無形,有一種材料可以變身“海綿寶寶”吸附海上泄露的原油,有一種材料你可以穿著它爬雪山趟火海毫發無損,有一種材料創下瞭15項吉尼斯紀錄……這個神奇材料不是科幻小說裡的夢囈,它已經來到我們的身邊,它就是氣凝膠。

據悉,氣凝膠是一種具有納米多孔結構超輕固體材料,孔隙率可高達99.8%,1931年由美國科學傢發明,在電學、光學、聲學、力學、熱學等領域擁有許多神奇的特性,是20世紀90年代以來10大熱門科學技術之一,被列為國傢戰略新興產業,具有巨大應用價值的軍民兩用技術。

“這個產品太有想象空間瞭,我覺得幹一輩子也做不完。”一說到氣凝膠,平時溫文爾雅的金承黎,立馬變得激情四射,“氣凝膠有那麼多神奇的特性,單單是作為傳統保溫材料的革命性替代產品,未來就有幾百億美元的市場,現在我們國內的石油化工、熱力管網等領域已經獲得應用,我們現在乘坐高鐵也在用,未來服裝鞋帽、建築節能等領域將有巨大的應用前景。”

矢志實業報國,投身氣凝膠產業化

2001年與美國宇航局有密切關系的ASPEN公司的成立,標志真正商業意義的氣凝膠產業化的開始。2004年國內首傢氣凝膠企業成立並於2006年獲得氣凝膠粉體中試成功,金承黎隨之成為國內最早從事氣凝膠產業化的人員。

作為先行者,幾乎沒有任何可以借鑒的產業化經驗,金承黎帶領技術團隊經歷上千次試驗失敗後,終於取得氣凝膠“NHT幹燥成型”工藝的重大突破,在國內首次實現瞭氣凝膠產品的批量生產,打破瞭氣凝膠產品由美國企業壟斷的局面。之後他們又率先開發瞭氣凝膠氈、氣凝膠板、氣凝膠異形件、氣凝膠采光板等一系列氣凝膠產品。

實現批產後,由於氣凝膠材料市場認知少,為瞭盡快打開市場,金承黎又轉到瞭市場營銷部門,成為國內油田、高鐵、核電、新能源汽車、井下救生艙、熱力管網等眾多氣凝膠應用市場的拓荒者。

2014年底,隨著氣凝膠產業的不斷發展,國內對節能環保的日趨重視,氣凝膠產業迎來瞭產業大發展的窗口期,金承黎毅然決然地從當時供職的航天系統某單位離職,成立瞭浙江紹興聖諾節能技術有限公司,開發新型的氣凝膠產業化技術,走上瞭創業創新的道路。

金承黎畢業於四川綿陽的西南科技大學,本科,碩士,7年的大學時光,培育瞭他勇於擔當,不怕挑戰的性格,現在的他致力於創業創新,一路走來,努力付出取得瞭令人矚目的成績,用他自己話說是“終於回到瞭初心”。

成本和品質,一個都不能少

價格是制約氣凝膠產業應用的最大障礙,一旦氣凝膠材料的生產成本得以顯著下降,市場規模就會急劇擴大,產品銷量也會迅速擴大,並將革命性地替代傳統絕熱材料。與此同時,氣凝膠材料在使用過程中容易產生粉塵,也是客戶迫切希望改進的地方。將“改善客戶體驗,持續為客戶創造最大價值”視為公司使命的金承黎,從創業那天起,就圍繞降低成本和解決粉塵問題,進行瞭孜孜不倦的努力。

天道酬勤,通過采用廉價的水玻璃代替昂貴的有機矽原料,采用常壓設備代替昂貴的超臨界高壓設備,聖諾節能技術公司開發的新一代常壓幹燥技術,生產成本和設備投資顯著降低,具有極強的競爭力,並且妥善解決瞭氣凝膠粉塵問題,為公司未來發展打下瞭堅實的基礎。

連續式全自動,突破不可能

有的人註定是愛折騰的,或許金承黎就是這樣的人。在獲得氣凝膠生產成本和粉塵控制重大突破後,聖諾節能已經獲得瞭相對於同行的顯著技術優勢,就憑這一點應該夠公司生存發展一段時間瞭,但是金承黎並不滿意。“現在我們行業的所有廠傢的生產線都是間歇式的半自動生產線,沒有一傢是連續式全自動的,這樣可不行!”語氣中有幾分倔強。源於航天的高科技產品,在準備擁抱工業4.0的時代,生產方式怎麼能停留在工業2.0呢?

其實,傳統的氣凝膠生產技術,確實是有難以實現全自動化的“苦衷”:一是,生產中需要使用大量可開蓋的反應釜,通過行車對整卷的物料進行吊裝進出反應釜,吊裝過程雖簡單卻難以全自動操作;二是傳統生產工藝各個工序時間不匹配,差別很大,從幾分鐘到及十個小時,甚至幾天,無法流水線作業。

同事說,有時見他一坐一上午埋頭查資料一聲不吭,有時不停寫寫畫畫又全部撕碎扔掉,有時突然跑到實驗室搗鼓兩下。就在大傢幾乎忘記瞭全自動化這回事的時候,有一天他突然興奮的說,我好像找到辦法瞭。一輪輪試驗下來,先是十小時,然後是八小時,然後是六小時,“恩,我們現在可以不超過六小時走完全部流程快速的把氣凝膠制備出來,我們的新生產線將實現一頭進料一頭出料,中間沒有任何人工輔助的連續式的全自動生產。”掌聲響起,這個瘋子贏瞭。

金承黎在西南科技大學碩士期間的導師、四川省軍民融合研究院副院長易發成教授告訴記者,“氣凝膠如果實現連續式自動化生產,將是氣凝膠材料生產史上的一個裡程碑事件。不僅僅是效率會提高3-5倍,產品質量穩定性提升,生產安全水平提升,減少人工緩解招工難等方面都有顯著的意義,另外全自動生產線占地更少,而且相比傳統釜體設備主要適用卷材的生產,履帶式全自動生產線可以很好兼容卷材、板材、薄膜、粉末和顆粒等各種產品的柔性生產。”

據悉,圍繞第四代常壓幹燥批量生產技術,金承黎團隊已經申請瞭30多項發明專利,還申請瞭一項PCT國際專利,將逐步構築一個多層次的專利保護體系,搶占行業制高點。

創新創業,開啟新時代

在2016年的全國科技創新大會上,習近平總書記強調要發動科技創新的強大引擎,讓中國這艘航船,向著世界科技強國不斷前進,向著中華民族偉大復興不斷前進,向著人類更加美好的未來不斷前進。之前李克強總理也曾指出,近些年來我國科技成果不斷湧現,正處於量變到質變的時期。必須更加註重原始創新能力,促進基礎研究與應用研究、技術開發協作貫通,實現原始創新與再創新、集成創新融合迸發。

氣凝膠是應用廣泛的基礎性戰略前沿新材料,中國氣凝膠產業起步幾乎與世界同步,10多年來學術界和企業界辛勤耕耘下,中國氣凝膠產業已經具備躋身世界一流的可能性。

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