稀土催化資料：剪除汽車的“黑尾巴”

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　　翁端教授和他的團隊研發的“稀土催化材料及在機動車尾氣凈化中的運用”獲2009年度國家科技先進二等獎

　　據德國一家汽車市場調研機構猜測，寰球汽車保有量最遲到2010年將沖破10億輛，而市場增加潛力最大的是亞洲和東歐。

　　如若不裝置汽車尾氣凈化裝置，在車輛未幾的情形下，大氣的自凈能力尚能化解車輛排出的毒素。但眼下車滿為患，交通擁擠成為粗茶淡飯，汽車本應具有的便捷、舒服、高效的長處已被過量的車輛逐漸對消，汽車尾氣更是貽害不淺。

　　汽車尾氣中含有上百種分歧化合物，此中傳染物包含固體懸浮微粒、一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、鉛及硫氧化合物等。一輛轎車一年排擠的無害廢氣比本身分量大3倍，靈活車的燃料耗費成為無情吞噬石油資本的無底洞。在汽車大批消費資源的同時，其排放的尾氣也在重大影響著人類的安康。

汽車尾氣催化凈化器

　　日前，由清華大學、華東理工大學、天津大學等多家單位配合實現的“稀土催化材料及在機動車尾氣凈化中的利用”項目憑仗完整由我國自立計劃、制作的尾氣凈化器，榮獲2009年度國家科技提高二等獎。該凈化妝置能成功地為汽車剪除 “黑尾巴”，讓一氧化碳、一氧化氮等無害氣體 “本性難移”，釀成合適排入大氣的氣體。這一項目由我校牽頭，材料迷信與工程系翁端教學擔負課題組組長。
　　
　　海歸赤子，心系國運

　　1995年，翁端在瑞士聯邦高級產業大學取得博士學位后前往故國。剛踏上故鄉，翁端內心充斥了高興，但是這類喜悅的心境很快被深深的憂愁沖淡了。經濟的高速成長帶來的不僅是轂擊肩摩的忙碌氣象，另有行車道間的滔滔尾氣和城市上空的陣陣灰霾。使人擔心的城市環境使翁端備感責任嚴重，他很快作了一個決議：停止相關課題的研究，為改善城市環境盡一份力。

催化劑陶瓷蜂窩載體

　　1998年，經由充足的調研論證，“稀土催化材料及在機動車尾氣凈化中的應用”正式啟動，2006年2月該項目獲得階段性成果。

　　走出困境，明確方向

　　據課題構成員、我校材料系吳曉東傳授介紹，在國際上，美國、日本的科研機構和廠商早就開始存眷汽車尾氣凈化成績，而我國則起步較晚，研究水平遠遠滯后于其時的國際當先水平。在2000年前后，國內新車特別是轎車的尾氣凈化器市場簡直全被國外廠商壟斷。那時占世界汽車尾氣凈化器產量93%的四至公司都在上海建廠，天下三大汽車排氣管公司與國內企業合資生產消聲器等設備，世界上最大的催化劑載體供給商美國康寧公司獨資建立的陶瓷載體廠也存在強盛的壟斷上風。國內的轎車生產企業則多為合伙企業，廣泛購置國外廠家的尾氣凈化器產品。因為存在資金、技術等多項“進入壁壘”，生產范圍普遍很小的海內凈化器生產企業很難與國外企業相對抗。

　　翁端和他的課題組事先一樣面臨宏大的壓力，實驗室面積狹窄、儀器設備相對粗陋、研究基礎較單薄、科研經費緩和等實際問題制約了課題的進一步推動。是就此廢棄研究，仍是實時作出調劑？課題組面對著艱巨的決定。歷經多番思考，課題組意識到，應用基礎研究假如不與民族產業相聯合，就好像無根的浮萍，再富麗也是名義文章。

　　研究偏向的細調是課題組走出窘境的第一步。課題組通過調研發明，國外廠家對準的是我國新車市場，對在用車的配套安裝不感興致，即便在新車市場，由于中國的燃油油品具有含硫量高等特色，國外的催化劑也未必實用。對于摩托車而言，我國事摩托車生產和使用大國，由于利潤率絕對較低，國外廠家對此不器重，而國外催化劑產品性能精良卻成本昂揚。對柴油車而言，在富氧前提下，其尾氣中的氮氧化物復原和碳煙高溫焚燒打消依然是兩大世界性困難。因而，課題組瞄準方向，對這些車型的尾氣凈化材料和關鍵技術進行攻關。

　　有了明確的進步方向，課題組開始踴躍爭取多方面的資源支持，包括爭奪國家項目支持，與天津大學、華東理工大學、中科院生態環境研究核心等單位強強聯合，與國內主干龍頭企業結合進行技術攻關,清華集團管控，與國際著名催化劑企業和高校進行國際交換與合作。同時，材料系在人員分配、硬件優化等方面也對該項目賜與了鼎力支撐。

　　為了縮減經費，課題組成員們一絲不茍，白手起家，將節儉上去的科研經用度于購買和搭建實驗平臺。他們前后購置了氣相紅外光譜儀、原位紅外光譜儀、質譜儀等設備，并搭建了多套國際進步的催化劑靜態性能評價裝置，使實驗室設備從無到有，日益先進，為任務打下了優秀的硬件基礎。

實驗室尾氣凈化催化劑性能評價裝置

　　吳曉東表現：“項目停頓和國內環境的改善也是不無關聯的。國家有關部分對環保的日益看重，國內平易近族汽車產業和凈化器企業的突起，國民生涯水平的進步和汽車市場的繁華，都為我們提供了精良的應用環境，使我們明白了科研目的，也更有信念了。”

　　精誠合作，共創出色

　　漫長的研究，滿載著艱苦、失蹤和徘徊；現在，項目成功了，卻不一小我能夠獨攬這份光榮。由于，是多年來不懈的精誠合作、彼此攙扶才讓他們走到了明天。

　　高校之間、校企之間、共事之間、師生之間，合作鑄就成功。沒有高校的研究團隊，就沒有發明性的科研成果；沒有企業的承認和接收，就未將理論轉化為實踐應用的可能性；沒有團隊成員間的互相商討、攙扶和砥礪，就沒有項目的敏捷開展。

　　吳曉東先容說：“在咱們的研究中，老師的感化重要體當初標的目的指引、技巧領導和總結提升等方面，研究生和高年級本科生也是研討的重要力氣，他們的著手才能和實踐素養都在研究過程當中得以提升。”實驗儀器裝備的搭建是科研的主要內容，學生經由過程材料調研、兄弟單元訪問和反復調試，勝利組建了多種催化資料評估安裝，自 1999年以來，屢次取得清華年夜學先生實驗室扶植奉獻獎。先生經過深刻思考，重復揣摩跟對照試驗，晉升了尾氣污染要害功效材料的機能，論述了相干作用機理和反映機制，頒發了高程度論文和國際集會講演。

　　由于該項目是面向應用的基礎研究，經過參加國家和國際合作層面的項目研究，學生們在科研認識、研究方式、科研精力等方面都失掉了很好的錘煉，為未來走向社會、首創奇跡奠基了杰出的基礎。

　　工業集成，福澤社會

　　該項目成果構成了擁有自主常識產權的機動車尾氣凈化技術翻新系統，所研究開辟的機動車尾氣凈化癥結材料及集成技術已在無錫威孚力達催化器無限義務公司建成了年產300萬升的催化劑產業線。以本項目所開發的技術為基本，今朝無錫威孚力達公司的汽車尾氣凈化器產業規模已居國內第一，超越了全球尾氣凈化器主要生產企業在華的生產規模，打破了國外催化凈化器企業的壟斷局面。所生產的催化劑年發賣量從 2003年的16.2萬升增添到2008年的 100余萬升。自 2006年 1月到 2008年12月，本項目技術成果應用所帶來的產值已跨越9億元。

　　從2006年開端，無錫威孚力達公司成為我國市場占領率最大的凈化器生產企業，其凈化器配套產品在國Ⅲ排放標準和國Ⅳ排放標準車型中市場據有率達 44.2%。2000年頭，我國的機動車尾氣凈化器市場 100%都被國外產品把持；而到2008年末，在國Ⅳ排放標準新車達標目次中，80%以上國產汽車都采取了本項目技術出產的凈化器配套產品。

　　因為技術和成本上的兩重優勢，該項目產品具備遼闊的推行遠景。到2008歲尾，產品已成功在奇瑞、吉祥、夏利、春風、通用五菱等20多個國內主要機動車生產廠家、100余個車型中配套應用。

　　2001年～2003年間，課題組與國際著名的生產商日本五十鈴公司發展了柴油車顆粒物凈化技術合作。2005年，課題組牽頭承當了深圳市柴油車尾氣凈化樹模項目，重點處理了噴鼻港（香港機動車 100%是柴油車）過境柴油大貨車和深圳柴油公交車的碳煙排放污染節制技術成績，也為其余城市的在用車改革提供了有利鑒戒。

　　同時，項目標相關研究成果在摩托車尾氣凈化方面也獲得了應用。1999年～2005年間，課題組與全球最大的摩托車尾氣凈化器生產商???桂林利凱特環保實業無限公司停止了技術協作。該企業生產的摩托車尾氣凈化器已出口日本、歐洲、北美等10多個國家和地域，產量占全球的40%以上。

　　本名目產品在國家環保部國Ⅳ排放尺度車型配套請求的國度標準檢測中及格率達100%，為汽車行業提供了滿意國際排放標準的凈化器產品，下降了本錢，攻破了外洋相關企業和產物“一統山河”的局勢，為增進我國汽車產品出口供給了重要支持。

　　該項目技術結果產業化為我國大中都會的機動車尾氣污染管理提供了到達國Ⅳ排放標準要求的環保車輛，為改良我國城市氛圍品質作出了重要貢獻，帶來了明顯的社會效益。

　　前路漫漫，仍需求索

　　我國2007年開始實施國Ⅲ排放標準，北京市已于2008年3月開始實行國Ⅳ排放標準，新標準對燃油性能提出了較高要求，對機動車污染把持技術的需要日趨急切。

　　汽車尾氣凈化是一個持久的體系化工程，科研成果在產業中的應用水平也有待進一步提高。“科研是在較為純真的實驗室環境中進行的，而實踐汽車行駛環境和尾氣排放環境遠比實驗室的復雜，因而，從實驗到生產，再從生產到使用，須要一個龐雜的進程，現實行車環境中的尾氣凈化后果和實驗成果也一定存在著差別。”

　　翁端、吳曉東和他們的團隊，和國內相關范疇的科研職員仍將會持續努力于汽車尾氣凈化方面的研究，使汽車在給人們帶來方便的同時削減對情況的污染。