1月5日,中國化工學會在北京主持召開了由 北京化工大學、清華大學和衢州資源化工創新研究院共同完成的“千瓦級電解水制氫耦合綠色氧化制丁二酸/乙醇酸技術”科技成果鑒定會。鑒定專家組一致認為,電解水制氫耦合氧化工藝具有原創性,處于國際領先水平。
中國石油大學(北京)徐春明院士、中國化工學會副秘書長/教授級高工胡杰、中國石化科技部原副主任/教授級高工王玉慶、中石化石油化工科學研究院首席專家/教授級高工宗保寧、中國科學院大連化學物理研究所李先鋒研究員、吉林大學林海波教授、北京大學劉海超教授、中國化工學會秘書長助理兼科技服務部主任張瑜、中國化工學會高級專家王建明和中國化工學會科技服務部助理杜一萌,以及北京化工大學段雪院士、衢州資源化工創新研究院執行院長周新研究員和項目組全體成員參加了本次會議。
會上,北京化工大學邵明飛教授和栗振華教授分別向鑒定專家組匯報了關于“千瓦級電解水制氫耦合綠色氧化制丁二酸/乙醇酸技術”的工作/技術報告和查新與應用報告。經質詢、討論以及對相關鑒定資料的全面審核,鑒定專家組一致認為,電解水制氫耦合氧化工藝具有原創性,處于國際領先水平。
本次鑒定的成果主要針對電解水制氫“提效降本”難題,基于段雪院士提出的“電解水制氫耦合氧化”原創思想,在國家自然科學基金重大項目、國家重點研發計劃項目、以及衢州資源化工創新研究院自主研發項目等支持下,由北京化工大學、清華大學、衢州資源化工創新研究院合作攻關完成。
項目成果的主要創新點包括:
一、率先提出了電解水制氫耦合氧化的原創思想并構建了耦合反應體系。率先提出了電解水制氫耦合氧化的原創概念,揭示了陽極表界面水可控活化產生“活性氧”耦合有機物選擇性氧化的反應機制,先后在30余個耦合反應體系中驗證了創新思想。過程耦合后,產氫能耗較傳統電解水制氫能耗降低20%以上,產氫效率提高2~40倍,氫氣純度>99.99%;在高效產氫的同時,實現了高值化學品的綠色合成。
二、開發出兩類電解水制氫耦合可降解塑料單體綠色合成的工藝技術體系。設計并開發了電解水制氫耦合氧化新工藝路線,在陽極聯產高附加值丁二酸和乙醇酸兩類可降解塑料單體;創制了兼具高活性和高穩定性的陽極有機氧化與陰極高效制氫電催化劑,并發展了催化劑涂覆膜、電沉積兩類電極放大制備方法。
三、自主設計并集成出首臺套千瓦級電解水制氫耦合氧化反應系統。自主設計并制造了電解水制氫耦合氧化微通道原型反應器,開發了產物分離純化技術,構建了千瓦級電解水制氫耦合丁二酸/乙醇酸綠色合成反應裝置與系統,實現了丁二酸和乙醇酸單系列年產噸級制備,對應產氫量大于千標方/年;分析證明電解水制氫耦合氧化系統具有顯著技術經濟性,并實現了過程本質安全。
圍繞本次成果鑒定,項目組在Nat. Commun. (6篇),J. Am. Chem. Soc. (3篇),Angew. Chem. Int. Ed. (5篇),AIChE J. (3篇)等國內外高水平化學化工類期刊發表論文30篇,申請國家發明/實用新型專利22件,獲授權國家發明/實用新型專利12件,制訂企業標準3項,具有自主知識產權。
項目成果通過科技成果鑒定,不僅是對科研項目的高度肯定,更是對項目團隊長期以來堅持科研創新、追求卓越發展的有力激勵。下一步,項目團隊將以此為契機,持續強化研發工作的前瞻性與實用性,加大科研投入力度,緊密對接社會發展實際需求,科學設定研究方向,以終為始,推動科研成果的高效轉化與實際應用,加速新質生產力的形成,為行業發展注入更多創新動力。