6月24日，2023年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京人民大會(huì)堂舉行。過程工程所作為第一完成單位的三項(xiàng)成果獲2023年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。“離子液體強(qiáng)化反應(yīng)和分離新過程及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”獲技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，“鋰電前驅(qū)體反應(yīng)結(jié)晶新裝備開發(fā)及高端正極材料智能制造”、“全過程優(yōu)化的鋰電固廢高效低碳處理技術(shù)與應(yīng)用”兩項(xiàng)成果獲科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，離子液體為實(shí)現(xiàn)工業(yè)的綠色化、低碳化提供了重大機(jī)遇及科技支撐。過程工程所張鎖江院士團(tuán)隊(duì)完成的“離子液體強(qiáng)化反應(yīng)和分離新過程及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目以離子液體為核心，聚焦CO?催化轉(zhuǎn)化、氣體分離等典型高能耗反應(yīng)分離過程，揭示了離子微環(huán)境強(qiáng)化反應(yīng)和分離的微觀機(jī)制及調(diào)控規(guī)律，發(fā)展了功能導(dǎo)向離子液體設(shè)計(jì)新方法，突破了氣泡分布-界面?zhèn)髻|(zhì)-多反應(yīng)路徑精準(zhǔn)匹配難題，提出了陰陽離子功能位點(diǎn)靶向協(xié)同催化、納微界面調(diào)控傳質(zhì)速率強(qiáng)化分離新策略，發(fā)明了離子液膜強(qiáng)化關(guān)鍵裝備及離子液體原位再生新技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。
高能量密度高鎳三元和高壓實(shí)磷酸鐵鋰等高端前驅(qū)體與正極材料是鋰電新能源產(chǎn)業(yè)的基石，但多年來被國外壟斷，氣液固三相共沉淀反應(yīng)結(jié)晶釜是制約其生產(chǎn)的瓶頸。過程工程所楊超研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江長城、華友鈷業(yè)、四川大學(xué)等單位完成的“鋰電前驅(qū)體反應(yīng)結(jié)晶新裝備開發(fā)及高端正極材料智能制造”項(xiàng)目，率先實(shí)現(xiàn)前驅(qū)體三相反應(yīng)結(jié)晶新裝備柔性設(shè)計(jì)和數(shù)字化放大，發(fā)明了曲面斜葉圓盤渦輪槳等高效攪拌新構(gòu)型；創(chuàng)建了徑向有序高端三元和高壓實(shí)磷酸鐵鋰前驅(qū)體可控連續(xù)生產(chǎn)工藝，以及三元正極材料低能耗短流程生產(chǎn)新工藝；發(fā)明了國際首臺遠(yuǎn)心照相三相測量儀和高端前驅(qū)體及正極材料生產(chǎn)的智能測控技術(shù)。項(xiàng)目成果覆蓋全球超50%的三元前驅(qū)體廠家，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
我國鋰離子電池的生產(chǎn)量、消費(fèi)量、報(bào)廢量均居全球首位，大量鋰電固廢已成為新型城市固廢，限制行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。過程工程所曹宏斌、孫峙研究團(tuán)隊(duì)長期從事鋰電固廢低碳短程循環(huán)利用與污染控制相關(guān)研究，與寧德時(shí)代、邦普循環(huán)、華友鈷業(yè)等單位聯(lián)合完成的“全過程優(yōu)化的鋰電固廢高效低碳處理技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目，基于鋰電固廢有價(jià)組分短程循環(huán)利用與全過程綜合控污的創(chuàng)新思路，實(shí)現(xiàn)“多組元精準(zhǔn)分離-多金屬梯級提取與短流程材料再造-介質(zhì)循環(huán)與伴生組分綜合利用-多單元集成優(yōu)化”系統(tǒng)創(chuàng)新，構(gòu)建了全過程優(yōu)化的鋰電固廢高效低碳處理技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系。項(xiàng)目成果已在50多項(xiàng)工程中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用推廣，為助力生態(tài)環(huán)境改善和新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
會(huì)議現(xiàn)場
撰稿人：徐楊