攻克新兴固废“回收难”,广州能源所团队获评第七届“科苑名匠”

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近日,中国科学院广州能源研究所(下称“广州能源所”)新兴固废高值循环研究中心获评中国科学院第七届“科苑名匠”。

这支深耕退役新能源器件循环利用十余年的团队,自主研发的“物化解离—重组提质”示范装备,将行业循环利用成本降低40%以上,能耗降低30%以上,为我国新能源产业链闭环发展提供了关键技术支撑。

提前十余年布局,从“冷板凳”坐出核心技术

伴随新能源产业迅猛发展,退役风电叶片、光伏组件、动力电池等新兴固废的回收处理,已成为亟待破解的行业难题。这类混合了树脂、玻璃纤维、硅片、金属的复合材料,处理难度远超传统固废,长期以来,新兴固废行业缺乏高效、低成本的绿色回收技术。

广州能源所副所长、新兴固废高值循环研究中心主任袁浩然介绍,十余年前,国家尚未系统部署新兴固废回收,而他和团队已看到其中的产业机会,选择了从污泥、废塑料等传统固废的角度切入,先把“冷板凳”坐热。

“从传统固废入手,可以积累分离、转化、重构等底层技术,等到新能源器件退役潮来临时,就能快速迁移这些技术,抢占制高点。”袁浩然说。

这一判断,使团队在退役潮到来前就完成了技术储备。团队创建的“有机固废热化解构与重构”体系,能够实现复杂有机—无机混杂体系的高效分离、无害处置与高值利用。

退役风机叶片、光伏板、线路板等本质上都是有机—无机复合物,基于这套理论积淀,团队抢先研发出绿色高效的专用装备。这支团队已连续六年获评所级优秀科研团队。

从实验室理论到大型工程装备,还有一道关键门槛。在研制800吨/年退役风机叶片回收线等中试装备时,团队遇到了精准控温的难题。为了实现突破,成员在车间连续蹲了三天两夜,车间没有空调,温度快40℃,工装湿了干、干了湿。最终,团队发现是一个关键控制元件安装位置不合理,重新布点后,控温精度达到设计要求。

此外,该团队还花了两年多时间攻克另一道技术瓶颈——如何精准控制热解过程中的产物分布,避免二次污染物。通过“定向富集+污染阻断”联用策略,产物选择性得到大幅提升。在此基础上开发的“物化解离—重组提质”一体化工艺,省去了传统多段分离的高能耗环节,装备高度集成、智能调控,能适应不同退役器件的物料波动。

从实验室到生产线,4.51亿元平台将辐射全国

技术突破后,如何让成果走出实验室、走向生产线,是更大的考验。

企业担心风险和运行不连续,对新技术存在顾虑。该团队携自主研制的示范装备进驻企业,开展长周期中试验证,用数据说话,同时牵头制定行业标准,让技术有规可依,打消了企业的顾虑。

目前,该团队的技术已在甘肃、广东、内蒙古等地落地。以退役光伏组件处理为例,每吨处理成本比传统方式降低近一半。与企业合作回收风机叶片时,树脂热解后得到可燃油气,玻璃纤维重新用于建材。“如果退役器件不能绿色循环,新能源的‘绿色'就打了折扣。”袁浩然说。

团队的成长离不开一批批科研人员的无私奉献。副研究员范洪刚从硕士联培生开始,先后历经硕博学习、博后研读,在团队中磨砺超过10年,多次在高盐、强紫外线的恶劣环境下开展有机固废清洁处置系统安装调试。

“要想让技术真正落地,就得能吃苦、能扎根。”新兴固废高值循环研究中心副主任、研究员顾菁2014年加入团队,回忆起初在南海岛调试设备的经历,又热又潮,衣服没干透过。

产业化的另一头,团队牵头申报并获批国家发改委批复投资4.51亿元的“新能源器件循环利用能力提升项目”。这一平台相当于给全国高校、科研机构、企业和协会建了一个新兴固废循环领域的“公共大实验室”,可系统研究不同退役器件的循环利用,开发标准化评价方法,大幅缩短技术从实验室到产业化的周期。

“它将成为行业的技术策源地和标准输出地。”袁浩然表示,下一步,团队将聚焦退役电池全组分回收、低浓度稀散金属深度富集以及绿氢耦合热解等低碳工艺,“让每一个退役器件都形成新的再生材料。”

南方+记者 钟哲

通讯员 韦伟

编辑 佘余
校对 胡柔群
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