眼前的這片東西看起來并沒有什么特別之處,顏色乳白,上有規則的格子狀紋路,比普通打印紙略厚,既不發光也不透明。以前,就是這片東西,美國的企業能造,是用了15年時間研發出來的;日本的企業也能造,不過用的是美國企業的知識產權;中國的企業必須要用,百分之百純進口,每平方米800美元,一年要花費一億美元。
這就是享有盛譽的離子膜,全稱為氯堿工業用全氟離子交換膜,被譽為氯堿工業核心裝置——電解槽的“心臟”,特別耐腐蝕、有選擇透過性是其最主要的特點。
這種膜買來用有何不可?難道僅僅因為花大錢嗎?泰山學者、東岳集團研究院首席科學家張永明教授說,雖然錢是個問題,但還不是最大的問題,這牽涉到氯堿工業的性質,“也就是核心競爭力問題”。氯堿工業是國民經濟的重要基礎產業之一,其生產出來的燒堿、氯氣和氫氣等產品廣泛應用于紡織、造紙、玻璃、化纖、塑料等領域,與老百姓的生活息息相關。比如在棉印染過程中,就需要用燒堿腐蝕棉布表面的那些短絨,這樣染色才會更均勻,否則可能染出來的就是個“大花臉”。
我國是氯堿生產第一大國。長期以來,這個行業所需離子膜全部需從美、日兩國進口,巨人般的產業上安裝著“洋心臟”,一旦進口受阻,整個行業將處于癱瘓狀態。從“六五”時期起,我國就開始了漫長的離子膜國產化征程,直到2010年東岳集團獲得成功,自此我國得以成為世界上第三個掌握離子膜技術的國家。
離子膜是從普通的螢石(主要成分是氟化鈣)開始,中間要經歷氫氟酸、四氟乙烯、全氟磺酸單體和樹脂、全氟羧酸單體和樹脂,最后到全氟離子膜的過程,需要進行幾十步的復雜反應和分離操作,可謂一步不行步步不行。30多年來國內眾多科研人員都沒能破題,為什么是東岳集團這樣一個民營企業取得了突破?為什么是張永明和他的團隊?
東岳集團董事長張建宏說,東岳集團成功的根本原因在于建立起了人才、項目與技術“產學研政”緊密結合的模式和機制。
東岳集團進軍離子膜項目絕不是心血來潮,張永明和他的團隊最后成功摘到果實也絕不靠幸運。2002年,東岳集團3000噸/年聚四氟乙烯裝置投產,第二年產能規模擴大到了6000噸/年,目前已達3.5萬噸/年,規模居世界首位。聚四氟乙烯號稱“塑料王”,即使在“王水”中煮沸也不起變化,其單體四氟乙烯正好是離子膜的關鍵原料之一。有了這個硬條件,東岳集團的“長征”算有了第一步。
張永明最初看中的正是東岳集團的這個硬條件。張永明說,中國不缺乏集成創新,也不缺乏消化吸收再創新,但往往是在最核心、最基本的技術上無法突破,比如離子膜技術就一直“卡”在關鍵原料上。八年中,東岳集團的離子膜項目研發團隊就是從基礎理論研究開始,先后解決了科學、技術、裝備和工程等一系列難題,在原料、中間體、功能單體、聚合物、功能膜、測試方法、工程技術、裝備技術等方面獲授權發明專利56項,另有10項國際專利申請、110項國家發明專利申請進入實審。
離子膜成為“爭氣膜”。東岳集團離子膜研發成功和產業化后,離子膜的全球售價大幅度下降,每平方米從800美元迅速降到400美元,跌幅驚人。此外,我國此前為防止離子膜進口受阻而威脅到氯堿這一基礎產業,特別保留了700萬噸落后的隔膜法氯堿生產裝置,年多耗電約50億度且產品質量差,東岳集團實現離子膜國產化后,這些裝置正在準備“換裝”。
水到渠成。有了離子膜研發的經驗,張永明和他的團隊又將觸角伸向了離子膜的“姊妹膜”——燃料電池膜,這同樣是一個“863”項目,所用原料與離子膜近似,是目前全球新能源汽車領域競爭的焦點。現在,這支科研隊伍已經突破了燃料電池膜的一系列關鍵技術,并和德國奔馳等公司形成實質性合作,成功躋身世界燃料電池膜研發第一梯隊,為中國科研創新力量爭了光。
從“爭氣膜”到“爭光膜”,張永明和他的團隊詮釋了這樣一種成功理念:科學問題就要用科學的精神去解決,鍥而不舍,一定會有所收獲。

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