300吨量产级产线亮相 镁电联产技术正式进入产业化

2023年8月3日,由唐山市商务局和唐山海港经济开发区管理委员会共同举办的“镁循环产业技术成果发布会”,在河北省唐山文旅铂尔曼酒店隆重召开。在本次发布会上,由唐山海港经济开发区北京理工大学机械与车辆学院转化研究中心(以下简称“研究中心”)研发的300吨级镁电联产量产级产线首次亮相。

唐山市商务局二级调研员高贺利、唐山市商务局三级调研员付军国、唐山海港经济开发区管理委员会党工委副书记莫辉、唐山市工信局一级调研员胡晓钢、唐山市科技局副局长王妍、唐山市金融局副局长乔沈军、中天科技集团中天超容科技有限公司总经理张刚、北京理工大学机械与车辆学院教授、博士生导师董明明、唐山海港经济开发区北京理工大学机械与车辆学院转化研究中心执行主任梁靓、国家发改委国际合作中心国际能源研究所副所长胡宏峻、北京理工大学唐山研究院刘增猛、河北冀东建设工程有限公司副总经理付建清等,共同出席了当天的发布会,见证了300吨级镁电联产量产级产线的首次亮相,并就镁电联产技术在产业端的应用进行了探讨与展望。

丰富的海水、盐湖卤水资源为我国镁盐工业的发展提供了丰富的原料基础,但由于技术的限制,低端氧化镁产品仍占据主要市场份额,高纯氧化镁主要依赖从日本、欧洲进口。由“研究中心”自主研发的“原电池法超高纯氧化镁技术”可以制备出最高纯度达99.95%的超高纯氧化镁,不仅实现了超高纯氧化镁的高效和清洁生产,更极大地填补了我国冶金工业中高纯度氧化镁的缺口。该技术于2020年12月经河北省科学技术厅科技成果鉴定为国际先进水平,后经过2年余产业化技术开发,现已完成300吨级镁电联合产线建设。

北京理工大学机械与车辆学院教授、博士生导师董明明发表开场致辞,他回顾了三年多以来“研究中心”自初始接洽到成功设立再到技术发布直至今日镁电联产的量产级产线发布,这“短暂”而“漫长”的科研之路,他表示:“这项技术成果不光是科研人员智慧的结晶,更离不开唐山市委市政府和唐山海港经济开发区的大力支持。”此外,他还在透露,目前已与国家国防科技工业局达成重磅合约,在未来,镁电池技术将会在军工领域加速发展,为我国储能资源建设和军事工业发展作出贡献。值得关注的是,董教授还特意通过现场连线的方式将生产线机组、配置与环境等信息呈现在大屏幕,为与会者带来了直观感受。

唐山海港经济开发区北京理工大学机械与车辆学院转化研究中心执行主任梁靓在会上进行了镁循环技术成果发布。他在发言中谈到了能源需求供给与可持续发展之间存在的矛盾,并表示绿色低碳才是解决这一矛盾的根本途径。随后,梁靓又详细介绍了镁电联产技术的原理、优势和发展前景,并引入了全新的“SWOME”循环体系。作为一个以“光能-Solar、风能-Wind、海洋资源-Ocean、镁材料-Magnesium、电能- Electric Energy”为链条的绿色能源、资源循环体系,它的诞生将为人类开辟出一条探索碳循环的新路径。发言的最后,梁靓给出了一组振奋人心的数字:镁电联产量产级产线落后,电流密度将维持在5.8mA·cm²,每年可生产高纯度氧化镁300吨,产生绿色直流电40万度。

中天科技集团中天超容科技有限公司总经理张刚作为产业代表带来了行业前瞻解读,他表示:“非常幸运历经了铝循环、镁循环两大基础材料循环成果的发布。祝贺镁空气电池真正走向了产业化,并已将难题攻克。从整个应用增长来看,镁随着汽车轻量化的要求越来越高,特别是在中国提出了双碳政策以后,镁的关注度持续提升。”

唐山海港经济开发区管理委员会党工委副书记莫辉在发言中指出,“通过政府引导、市场主导的创新模式,促进科技产业融合,走出了一条具有海港特色的产学研结合的创新路径。300吨级镁电联产量产级产线的首次亮相,标志着该技术已正式步入产业化阶段。”他支持并鼓励“研究中心”再接再励,继续做好科研成果转化,更好引领科技创新,更好运用自主创新技术服务经济和社会发展。

高纯度、零排放,助力“双碳”目标实现

高纯度氧化镁是精细化工产品和高温耐火材料,大量用于航空航天电子等各个高端领域。目前,国内外获取氧化镁的生产工艺主要为矿石煅烧法和海水/卤水提纯法,但前者每生产1吨氧化镁就要产生1.1吨CO₂,而且产出的氧化镁纯度最高仅有98.5%;后者的技术长期被日、美、欧洲垄断,且在生产过程中需要用到大量的剧毒氨水,环境污染严重。

原电池法超高纯氧化镁技术不仅可以将氧化镁纯度提高至99.5%到99.95%,更实现了在生产过程中不排放任何液体、气体和废弃的固体物,是一种绿色、高效、稳定、成本低的高纯度氧化镁制备方式。通过该技术制备出的高纯度氧化镁不仅将作为耐火材料,大量应用于钢铁冶炼过程,促进整个行业的节能减排,更可以用于制备新能源材料和光催化材料,在环境保护、能源开发领域发挥重要作用,有助于推动双碳目标的早日实现。

产研深度结合,推动京津冀协同发展

近年来,唐山市围绕主导产业和重点企业,联合高校院所开展产学研合作、推进转型升级,原电池法超高纯氧化镁技术就是其中的标志性成果。

镁电联产量产级产线成功落地后,将对唐山市重塑钢铁产业格局、提升产业核心竞争力和可持续发展能力具有十分积极的意义。而唐山钢铁行业的转型升级,对推进整个京津冀地区的协同发展,以及改善地区生态环境,都将起到极大的促进作用。

历经3年多的技术研发和刻苦攻坚,镁电联产技术已经正式步入产业化阶段,同时也代表着我国在耐火材料生产领域中得了重大进步。梁靓表示,镁电联产项目中的电堆体积在未来将会持续缩小,但生产效率会不断提升。值得关注的是,本次发布会也邀请了众多行业代表和院校同仁,旨在通过更多的行业应用与开发,打造更高效的镁循环产业。