一张“膜”的双城记

（来源：天津日报）

转自：天津日报

　　从天津市区向西南方向驱车100多公里，便驶入河北省沧州市。在这里，天津工业大学与沧州高新区合作共建的天津工业大学沧州研究院（以下简称沧州研究院），已成为推动京津冀协同发展和区域产业升级的重要力量。

　　一边是天津工业大学深厚的科研底蕴——拥有全国唯一一家专业从事分离膜研究的全国重点实验室；一边是沧州市扎实的产业土壤——滨海盐碱地的典型区域和石化产业重镇，对新能源、新材料技术需求迫切。

　　两者相遇，一拍即合。

　　净水滤芯、工业副产氢提纯、海水淡化……都离不开薄薄的“膜”。而沧州研究院要做的，就是让实验室“长”出来的高端膜技术，更快、更稳地“流”向生产线。

　　虽然仅运行两年，但沧州研究院已展现出强劲的“孵化力”：引进了31个在研项目，覆盖分离膜、功能膜、高端纤维膜三大方向；17家科技企业在此落户，其中4家已投产，两家跻身规上高新技术企业。

　　科技创新 攻关“卡脖子”技术

　　高校擅长“从0到1”的突破，企业想要的是“从10到100”的效益，而中间那段最艰难、最关键的“从1到10”——中试熟化，往往成了科技成果转化落地的“死亡谷”。沧州研究院院长魏俊富打了个生动的比方：“沧州研究院就像是‘炼金炉’，将科技成果淬炼成市场真金。”

　　不久前，由沧州研究院孵化的沧州市鑫膜科技有限责任公司，将其生产的两套工业副产氢分离纯化设备交付给唐山中溶科技有限公司进行测试。该设备的技术亮点在于其内部厚度仅为10微米的镍合金中空纤维膜。

　　“这种膜表面没有孔，在一定温度条件下，可选择性地与氢气发生化学反应，将钢铁焦化企业的工业副产氢气直接转化为燃料氢。”该公司创始人王志刚告诉记者，产品经过长效稳定性测试后，预计2027年实现大规模量产。

　　据介绍，以往从焦炉煤气中获取燃料氢需要经过七八道工序，设备投入动辄数亿元。而采用这项膜技术，仅需一步即可实现纯度超过99.999%的高纯氢制备，氢气回收率达80%至85%。相对于传统技术，整体设备投入降低约80%，能耗降低约50%，从而有望降低终端氢价。眼下，该公司除了与唐山中溶科技有限公司合作外，还与定州旭阳能源、沧州炼化、华宇特气等企业对接，积极推广这项技术。

　　在沧州研究院宽敞明亮的中试车间，一套套精密设备正在悄然孕育着改变未来的技术和产品。

　　最近，天津工业大学分离膜与膜过程全国重点实验室副主任何本桥多次往返津沧两地，因为他主导研发的精密分离膜产品验证进入关键阶段。这款拥有自主知识产权的高性能膜材料，主要用于半导体芯片制造中不可或缺的电子级超纯水终端过滤以及生物医药领域的生产过滤环节，有望打破国外技术垄断。

　　“通常孔径越小，通量就会越低。但我们的技术做到了小孔径与大通量兼得。这款膜的孔径控制在10纳米以下，但通量优于部分30纳米级别的膜产品。”何本桥告诉记者，该技术为国内首创，攻克了“卡脖子”难题，现由沧州研究院孵化的净膜新材料（河北省）有限公司实现产业化落地。目前，首批产品正在河北省一家生物医药企业进行实地验证，并计划年底推向市场。与此同时，他们与中芯国际等半导体企业积极对接，即将开展产线验证。

　　目前，沧州研究院已会聚研发与生产人员200余人。“学校主要承担‘从0到1’的基础研究，以专利与论文为产出；研究院则专注于‘从1到10’的中试转化，致力于突破科技成果产业化的瓶颈。”据魏俊富介绍，沧州研究院已获批“河北省膜产业技术研究院”“河北省合作共建科技平台示范基地”等多项省级平台资质，如今，更跻身“首批工信部重点培育中试平台”，成为推动“京津研发、河北转化”的关键桥梁。

　　链式发展 驱动产业转型升级

　　在沧州研究院，实验室的前沿成果与产业的迫切需求深度融合，从高性能分离膜到绿氢制备关键材料，从半导体超纯水过滤到生物医药精密分离，一条覆盖“材料研发—中试孵化—落地应用”的产业链条蓬勃“生长”。

　　海派特膜科技（河北）有限公司是天津海派特环保科技有限公司的控股子公司，依托沧州研究院建立。在其生产车间，一排排形似挂面的白色膜组件整齐下线。这些高性能中空纤维分离膜被广泛应用于市政饮用水水质提升、工业用水提纯净化、垃圾渗滤液深度处理回用、海水淡化等众多领域，其核心技术源自天津工业大学王亮教授团队。

　　“传统膜丝容易断裂，二代产品带衬膜丝容易‘脱皮’，我们开发出具有镶嵌互锁‘三明治’结构的第三代带衬型中空纤维膜产品，通过有机材料与无机材料的复合技术，使产品拉伸强度比市面主流产品提高30%，皮层结合力提升50%。”据该公司副总经理方朗介绍，公司仅用一年时间便成长为规上企业，目前年产能可达100万平方米，产品已销往天津、河北、山东等近十个省市，其中，津冀两地的客户占比近40%。

　　在海派特膜科技（河北）有限公司的楼下，是其兄弟单位——海派特智能化设备（河北）有限公司。该公司主要从事智能化与模块化膜装备的研发、生产，其产品所用的膜组件均来自海派特膜科技（河北）有限公司。去年，两家公司签订销售合同额达2亿多元，实际营收4700多万元。

　　魏俊富表示，京津冀地区在膜技术基础研发方面虽有优势，但许多成果仍困于实验室。沧州研究院打通“从论文到产品”的转化通道，推动不少先进技术孵化落地。

　　沧州工苑新型膜材料有限公司是沧州研究院孵化的企业，其生产的电解制氢隔膜打破了日本公司的技术垄断。“这张看似普通的隔膜是电解水制氢装置中的核心部件。目前，我们年产能达20万平方米，国内碱水电解隔膜市场覆盖率超20%。”该公司技术负责人李振环说。

　　氢能被视为未来能源体系的重要组成部分。过去，氢主要来源于石油炼制和水煤气转化。这些方法不仅会伴生一氧化碳和二氧化碳，还可能产生杂质，因此被称为灰氢。如今，利用光伏、风电等绿电电解水制备绿氢，正成为清洁能源转型的重要方向。但眼下，“电转氢”效率偏低，成本居高不下。降低成本，成为绿氢规模化应用的关键。

　　在隔膜上创新，正是破解这一难题的重要技术。“我们的隔膜产品要突破三大技术难关：既要阻止氢气和氧气互窜，保证气体纯度，又要允许正负极电解液离子高效通过，同时还要隔绝电子传导。我们的技术可通过提升隔膜的阻气性与离子传导效率来降低绿氢制造成本，伴随隔膜性能提升和电解制氢装置中其他配件的技术发展，有望将每公斤绿氢的制造成本降低10元。”李振环表示，该公司有一半客户来自京津冀，天津大陆制氢、邯郸派瑞、华电科工、河北氢度等企业均是其重要的合作伙伴。

　　“我们带来的不仅是技术突破，更是产业链的提质升级。膜技术壁垒高、应用广，涵盖水处理、生物医药、半导体等前沿领域，是提升制造业价值链的关键一环。”魏俊富说，眼下，沧州研究院不仅与当地化工、环保企业紧密对接，还联合膜产业创投基金等单位发布《共建膜产业生态合作倡议》，倡导构建“政产学研金服用”七位一体的创新生态，积极促进科技成果转化，推动产业转型升级，加速打造京津冀地区膜技术成果产业化的“中试首选地”，为区域新兴产业发展注入新动能。