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蒋剑春院士:中国活性炭领域的“开拓者”

2022-06-02   中科智库   阅读量:314

    蒋剑春,中国工程院院士,中科智库首批入库专家兼审核委员会委员,林业工程专家,中国林业科学研究院林产化学工业研究所研究员、博士生导师。曾任中国林业科学研究院林产化学工业研究所所长。

    蒋剑春长期从事农林生物质资源的应用和技术研发工作,是我国林产化工和生物质能源领域的学术带头人。突破了炭材料和生物燃料等高值产品制造的关键技术,在农林生物质热化学转化技术领域作出了突出贡献。

打破国外活性炭垄断

    蒋剑春是我国活性炭方面唯一的一位院士,被称为中国活性炭的领军人和开拓者。潜心研究三十多年,突破炭材料与生物燃料等高值产品的关键技术,且成功打破国外活性炭制造技术的垄断。

    蒋剑春怀揣着为国家解决环境污染问题和食品医药制作使用活性炭材料需求的决心,带领团队将研究领域从热解气化拓展到木制活性炭材料方向。他说:活性炭与我们的日常生活息息相关,其产品应用于环保、新能源、食品、医疗、军工等领域,是促进国民经济可持续发展的朝阳产业,我国完全有条件将活性炭这一产业做得更大、更强。

    蒋剑春率团队研究发现了调控农林生物质高性能活性炭材料微结构的方法,揭示了农林生物质活性炭活化控制与吸附性能的构效关系,创立了活性炭微孔与介孔结构的调控方法。这些研究打破了高性能专用木质活性炭产品依赖进口的局面,拓展了活性炭的应用领域,促进了我国从活性炭生产大国向技术强国迈进。

从火锅油中提炼柴油

    蒋剑春一直从事生物质能源研究,并研发生物柴油制备技术。早期,蒋剑春团队以天然油脂菜籽油、海滨锦葵油、小桐子油、垃圾油等为原料,开展技术研发。在2021重庆市科协年会上,蒋剑春称,“可以从火锅油中提炼出生物柴油,重庆的大街小巷都有火锅,吃剩的锅底油可通过生物柴油制备技术提炼生物柴油。相比化石燃料温室气体减排高达83%”。他说:“一年可以提炼100万吨地沟油,通过技术,1吨地沟油可等量生产出1吨生物柴油。”他的研究证明,目前生物柴油含硫量是普通柴油的1/10,能极大地降低汽车尾气的硫含量。同时,生物柴油比普通柴油每吨价格便宜近千元,且不会对发动机造成损害。

    谈到生物柴油的发展前景,蒋剑春充满信心。他说,我国具有丰富的能源植物资源,虽然生物柴油的开发利用尚处于发展初期,但据目前我国每年约产生500万吨地沟油和垃圾油、250万吨酸化油、200多万吨林木油脂,这些资源如果采用生物柴油制备技术,每年可生产生物柴油近千万吨。

将废弃物变清洁能源

    近几年,碳达峰、碳中和成为热门话题,所谓“资源有限,循环无限”,再加上目前全球都面临环境污染、资源枯竭的危险,寻找新的可再生清洁能源就成为重中之重。蒋剑春认为:“‘双碳’战略目标对于我们来说,机遇大于挑战。有机固体废弃物资源化利用有巨大的“碳减排”潜力,应该多加关注。”

    蒋剑春长期通过对从事农林生物质资源的应用和技术研发工作发现,生物质是一种有机物质,直接或者间接通过植物的光合作用形成,与太阳能、风能、地热能等同为可再生能源,且是唯一可存储和运输的可再生能源。他预测,“未来十年,至少20%的石化产品可被生物基化学品代替。”

    蒋剑春率领团队经过20多年的持续攻关,研制出的生物质多途径热解气化技术,其利用秸秆、木屑、枝桠、果壳等农林废弃物生产清洁能源,达到节能减排的目的。而我国生物质资源丰富,例如每年的农作物秸秆和林业采伐加工剩余物可收集量约2亿吨以上。该技术实现了农林剩余物综合利用替代化石燃料、减少温室气体及其他有害气体排放的目标。这项研究也为秸秆就地焚烧问题,以及能源短缺问题找到了解决之策,也使农林业废弃物资源化利用变得更加经济可行。(记者王慧兰)