聚焦十大湖北实验室⑤丨三峡实验室：磷化产品从“论吨卖”到“论克卖”的跃迁

转自：支点财经

三峡实验室展厅展示的黑磷样品（三峡实验室供图）

在湖北三峡实验室展厅，一块看似普通的“黑煤球”暗藏玄机。“这是新型黑磷产品，市场售价每克达数千元，比黄金还要贵好几倍。”三峡实验室主任池汝安向支点财经记者介绍。

这种黑磷是第三代半导体材料，被誉为“超越石墨烯的光电子学革命性材料”。目前，三峡实验室的黑磷合成规模已达到世界最大的百公斤级，正朝着吨级产能突破。

作为湖北十大实验室之一，三峡实验室自2021年成立以来，把握绿色化工定位，聚焦化工行业基础研究和产业化关键核心技术的研发，在微电子关键化学品、磷基高端化学品等领域开发了多个高端新产品、新技术，实现创新突破。截至目前，三峡实验室已签订技术合作协议40项，金额共计1.59亿元。

9月10日，支点财经记者走进三峡实验室，探寻“企业出题、科研答题”模式下，产学研同频共振的创新故事。

企业出题，打通成果转化“最后一公里”

化工是湖北的支柱产业，磷化工更是其中的优势产业，这里拥有长江流域最大的磷矿基地，磷矿资源储量丰富。作为扎根宜昌的本土化工龙头，兴发集团已成长为国内磷化工行业领军企业。

要实现磷矿资源的高效利用，科技创新与成果转化是关键。近年来，兴发集团加快推进以高端新材料、新能源产业为核心的战略布局，持续加大研发投入与成果转化力度，全面提高资源利用水平，推动产业向“高端化、绿色化”发展。

为进一步整合创新资源、破解产业发展关键技术瓶颈，2021年12月，湖北三峡实验室应势而生。该实验室依托宜昌市政府组建，兴发集团作为牵头单位，联合中科院过程所、武汉工程大学、三峡大学等多所高校院所，聚焦磷石膏污染防治与综合利用、微电子关键化学品、磷基高端化学品、硅系基础化学品四大方向开展创新研发，形成了“企业为主体+政府参与投资建设+院校支撑科学研究”的新模式。

“实验室成立以来，兴发集团给予了我们全方位的支持，实验室所用的5.2万平方米大楼，兴发集团无偿提供使用，甚至承担了全部水电费。此外，兴发还将集团的测试中心整体无偿转给实验室使用。”池汝安说。

池汝安的另一个身份是武汉工程大学教授，长期从事稀土矿物加工和化工分离工作，是绿色化工过程教育部重点实验室主任，拥有丰富的实验室建设工作经验。谈及三峡实验室的成立，他对科研成果转化的变化感受深刻：“企业出题，让实验室的研究更接地气、更具针对性，科研攻关方向更明确，打通了成果转化‘最后一公里’，能让技术更好更快地赋能企业发展。”

在与企业的深度合作中，三峡实验室科研成果不断涌现。例如，该实验室重点开展的电子化学品多级纯化技术、功能型配方化学品、磷系半导体材料、光刻胶及配套材料等研发工作，精准对接湖北“光芯屏端网”世界级产业集群发展需求，为芯片全面国产化提供助力。

该实验室研发的光刻胶用光引发剂，各项性能达到日韩进口产品同等水平，已与湖北兴福电子科技股份有限公司（以下简称“兴福电子”）达成成果转化意向；高端磷化剂已完成中试，即将建成国内首套5000吨工业化装置；开发出“双磷源循环及洗水回用”磷酸铁降本增效新技术，磷酸铁生产成本降低10%，产品质量可以匹配三代半及四代铁锂水平。

同时，实验室聚焦有机硅化合物绿色短流程合成、高性能硅树脂、高性能氧化硅和特种有机硅聚合物研究，为宜昌建成国内最大的百万吨级硅基新材料生产基地提供了技术支撑。

成立3年多来，三峡实验室为地方经济发展提供了强劲动力。与产业链上下游企业签订技术合作协议40项，合同金额合计1.59亿元，为50余家企事业单位提供检验检测服务。

同时，三峡实验室还带动了化工产业升级，电子化学品专区总规模由2021年的9万吨提升至目前的37.8万吨；助力兴福电子2025年在科创板上市；推动兴发集团携手万华化学在宜昌布局精细磷化工、有机硅材料等产业，并成功引进东方雨虹、江苏新亚强、四川思特瑞、深圳正安等多家企业落户湖北。

三峡实验室全景图（三峡实验室供图）

自主突破，让关键材料不再“卡脖子”

兴福电子是兴发集团旗下的上市公司，专注于电子化学品研发、生产、销售。

“电子化学品行业门槛较高，兴福电子深耕多年，积累了丰富的市场信息。”兴福电子研发中心主任贺兆波向支点财经记者介绍，在与客户的沟通中，公司发现光刻胶用光引发剂存在迫切的市场需求。该产品作为光刻胶的核心成分，此前长期高度依赖进口，成为制约国内光刻胶产业发展的“卡脖子”环节。

2021年三峡实验室成立以后，兴福电子将这一市场需求反馈给实验室，通过“企业出题、科研答题”的方式，委托实验室开展科研攻关。此后，三峡实验室依托自身科研平台优势，用了三年时间攻克该技术，并陆续完成了小试、中试，产品质量通过客户认证。目前，三峡实验室已与兴福电子达成协议，推进该成果的产业化转化。光刻胶用光引发剂的国产化替代，为国产芯片产业发展提供了重要支撑。

黑磷是实验室另一项重磅科研成果。这种高附加值的新材料可替代进口硅材料，成为半导体工业的核心材料。早年间，兴发集团就已洞察黑磷的市场潜力，率先与中国科学院深圳先进技术研究院联合开展技术攻关。

“黑磷的用途十分广泛，比如可作为新能源汽车电池的负极材料，替代传统石墨烯。用其制成的电池充电10分钟，就能支撑汽车续航600公里，可有效解决新能源汽车续航焦虑问题，将为汽车行业带来革命性变化。”池汝安对支点财经记者说。

此前，受合成技术瓶颈制约，黑磷长期面临制备规模小（单批次最高产量仅停留在克级）、市场价格高的难题，严重限制了其产业化应用。经过联合攻关，三峡实验室运用独创的新型化学气相传输技术，成功攻克传统工艺因高温高压限制而无法实现大规模生产的技术难题，在全球首次实现单批次百公斤级规模化制备，正在向吨级规模努力。这一突破，让兴发集团的产品实现了从磷矿石时代“论吨卖”到高端黑磷产品“论克卖”的跨越式升级。

“技术突破前，国外同类黑磷产品每克售价高达万元；我们攻克关键技术后，直接将生产成本降低了一半。” 三峡实验室黑磷研发项目负责人汪建南进一步补充，“未来若能实现吨级规模化生产，产品价格还将进一步下降，届时黑磷的大规模商业化应用就能真正落地。”

此外，三峡实验室已实现了黑磷在改性贵金属催化剂领域的应用突破，为工业化推广奠定基础。目前，黑磷金属催化剂已应用于兴发集团旗下兴瑞公司的双氧水工业制备流程，使氢效提升约20%。

在实验室一楼室外，一片郁郁葱葱的芦竹生长在特殊的“土壤”中。实验室工作人员介绍，这片试验田的土壤，正是磷石膏土壤化技术的应用成果。

“磷石膏处理是世界性难题。湖北作为化工产业大省，每年产生的磷石膏占全国总量的40%左右，如何安全消纳成为行业痛点。”池汝安解释道。实验室在研发中创新提出“无害化、土壤化、生态化”的“三化”解决方案，通过磷石膏土壤化改良与生态化利用技术，将处理后的磷石膏转化为达到一级园林种植土标准的土壤。这一技术不仅实现了磷石膏的低成本处理，更为其规模化消纳提供了新路径。

在有机硅材料领域，三峡实验室同样取得突破。在实验室展厅中，记者注意到，一款皮革箱包格外醒目。池汝安介绍，该款箱包采用实验室研发的有机硅合成革产品，物化性能及手感与国内外主流高端竞品相当，成本却显著降低，为打开合成革市场提供了有力技术支撑。据悉，该产品目前已进入工业化批量生产阶段。

光刻胶用光引发剂实验室（三峡实验室供图）

仍需招引领军人才，更多聚焦国家战略需求

“三峡实验室聚焦化工、半导体领域‘卡脖子’问题，研发的黑磷、光刻胶用光引发剂等成果，精准对接产业需求，成果转化成效突出，其‘产学研融合’模式值得推广”，湖北省科技厅相关负责人在接受支点财经记者采访时表示，希望三峡实验室继续围绕主攻方向开展科研工作，力争产出更多更高质量突破性科技成果，更好支撑服务国家和全省重大战略需求。

作为一家县级国资企业，兴发集团此前在人才招引方面面临短板，相较于北京、上海、武汉等一线城市，宜昌对高端人才的吸引力相对有限。在池汝安看来，三峡实验室的成立改变了这一局面：“实验室为兴发集团优化了人才结构，吸引了更多博士等高端人才落户宜昌，为企业科研注入了强劲动力。”

三峡实验室办公室主任韩庆文对支点财经记者回忆：“实验室成立前，兴发集团的博士数量仅有个位数；如今，集团博士人数已突破70人。同时，实验室的成立也提升了兴发集团的软实力，助力企业向高科技企业转型。”

不过，池汝安也坦言，目前三峡实验室在高端人才及领军人才储备上仍存在短板：“高端人才数量不足，我们特别期待海外留学人才及国内拥有重要学术头衔的领军人才加入，共同推动科研创新。”

韩庆文认为，除了引进高端人才，实验室还需持续强化成果转化能力，提升“自我造血”水平。他认为，提升“造血”能力可从两方面入手：一是加强与行业企业的交流协作，积极承担更多国家级、省级科研项目；二是依托实验室的科研成果，通过设立种子基金、孵化创新团队与科技企业等方式，形成“研发-转化-反哺”的良性循环，助力实验室可持续发展。

“三峡实验室由兴发集团牵头组建，科研目标紧扣产业重大需求，显著提升了成果转化效率。”中南民族大学科技发展院院长张道洪教授在接受支点财经记者采访中表示。

他认为，三峡实验室与共建高校院所的科研潜力巨大，下一步应加强协同创新，尤其在解决国家重大战略需求方面加大联合攻关力度，形成创新合力，进一步拓展科技创新对产业的赋能范围，打造立足华中、辐射全国的绿色化工创新高地。