稀土催化资料：剪除汽车的“黑尾巴”

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　　翁端教授和他的团队研发的“稀土催化材料及在机动车尾气净化中的运用”获2009年度国家科技先进二等奖

　　据德国一家汽车市场调研机构猜测，寰球汽车保有量最迟到2010年将冲破10亿辆，而市场增加潜力最大的是亚洲和东欧。

　　如若不装置汽车尾气净化装置，在车辆未几的情形下，大气的自净能力尚能化解车辆排出的毒素。但眼下车满为患，交通拥挤成为粗茶淡饭，汽车本应具有的便捷、舒服、高效的长处已被过量的车辆逐渐对消，汽车尾气更是贻害不浅。

　　汽车尾气中含有上百种分歧化合物，此中传染物包含固体悬浮微粒、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。一辆轿车一年排挤的无害废气比本身分量大3倍，灵活车的燃料耗费成为无情吞噬石油资本的无底洞。在汽车大批消费资源的同时，其排放的尾气也在重大影响着人类的安康。

汽车尾气催化净化器

　　日前，由清华大学、华东理工大学、天津大学等多家单位配合实现的“稀土催化材料及在机动车尾气净化中的利用”项目凭仗完整由我国自立计划、制作的尾气净化器，荣获2009年度国家科技提高二等奖。该净化妆置能成功地为汽车剪除 “黑尾巴”，让一氧化碳、一氧化氮等无害气体 “本性难移”，酿成合适排入大气的气体。这一项目由我校牵头，材料迷信与工程系翁端教学担负课题组组长。
　　
　　海归赤子，心系国运

　　1995年，翁端在瑞士联邦高级产业大学取得博士学位后前往故国。刚踏上故乡，翁端内心充斥了高兴，但是这类喜悦的心境很快被深深的忧愁冲淡了。经济的高速成长带来的不仅是毂击肩摩的忙碌气象，另有行车道间的滔滔尾气和城市上空的阵阵灰霾。使人担心的城市环境使翁端备感责任严重，他很快作了一个决议：停止相关课题的研究，为改善城市环境尽一份力。

催化剂陶瓷蜂窝载体

　　1998年，经由充足的调研论证，“稀土催化材料及在机动车尾气净化中的应用”正式启动，2006年2月该项目获得阶段性成果。

　　走出困境，明确方向

　　据课题构成员、我校材料系吴晓东传授介绍，在国际上，美国、日本的科研机构和厂商早就开始存眷汽车尾气净化成绩，而我国则起步较晚，研究水平远远滞后于其时的国际当先水平。在2000年前后，国内新车特别是轿车的尾气净化器市场简直全被国外厂商垄断。那时占世界汽车尾气净化器产量93%的四至公司都在上海建厂，天下三大汽车排气管公司与国内企业合资生产消声器等设备，世界上最大的催化剂载体供给商美国康宁公司独资建立的陶瓷载体厂也存在强盛的垄断上风。国内的轿车生产企业则多为合伙企业，广泛购置国外厂家的尾气净化器产品。因为存在资金、技术等多项“进入壁垒”，生产范围普遍很小的海内净化器生产企业很难与国外企业相对抗。

　　翁端和他的课题组事先一样面临宏大的压力，实验室面积狭窄、仪器设备相对粗陋、研究基础较单薄、科研经费缓和等实际问题制约了课题的进一步推动。是就此废弃研究，仍是实时作出调剂？课题组面对着艰巨的决定。历经多番思考，课题组意识到，应用基础研究假如不与民族产业相联合，就好像无根的浮萍，再富丽也是名义文章。

　　研究偏向的细调是课题组走出窘境的第一步。课题组通过调研发明，国外厂家对准的是我国新车市场，对在用车的配套安装不感兴致，即便在新车市场，由于中国的燃油油品具有含硫量高等特色，国外的催化剂也未必实用。对于摩托车而言，我国事摩托车生产和使用大国，由于利润率绝对较低，国外厂家对此不器重，而国外催化剂产品性能精良却成本昂扬。对柴油车而言，在富氧前提下，其尾气中的氮氧化物复原和碳烟高温焚烧打消依然是两大世界性困难。因而，课题组瞄准方向，对这些车型的尾气净化材料和关键技术进行攻关。

　　有了明确的进步方向，课题组开始踊跃争取多方面的资源支持，包括争夺国家项目支持，与天津大学、华东理工大学、中科院生态环境研究核心等单位强强联合，与国内主干龙头企业结合进行技术攻关,清华集团管控，与国际着名催化剂企业和高校进行国际交换与合作。同时，材料系在人员分配、硬件优化等方面也对该项目赐与了鼎力支撑。

　　为了缩减经费，课题组成员们一丝不苟，白手起家，将节俭上去的科研经用度于购买和搭建实验平台。他们前后购置了气相红外光谱仪、原位红外光谱仪、质谱仪等设备，并搭建了多套国际进步的催化剂静态性能评价装置，使实验室设备从无到有，日益先进，为任务打下了优秀的硬件基础。

实验室尾气净化催化剂性能评价装置

　　吴晓东表现：“项目停顿和国内环境的改善也是不无关联的。国家有关部分对环保的日益看重，国内平易近族汽车产业和净化器企业的突起，国民生涯水平的进步和汽车市场的繁华，都为我们提供了精良的应用环境，使我们明白了科研目的，也更有信念了。”

　　精诚合作，共创出色

　　漫长的研究，满载着艰苦、失踪和徘徊；现在，项目成功了，却不一小我能够独揽这份光荣。由于，是多年来不懈的精诚合作、彼此搀扶才让他们走到了明天。

　　高校之间、校企之间、共事之间、师生之间，合作铸就成功。没有高校的研究团队，就没有发明性的科研成果；没有企业的承认和接收，就未将理论转化为实践应用的可能性；没有团队成员间的互相商讨、搀扶和砥砺，就没有项目的敏捷开展。

　　吴晓东先容说：“在咱们的研究中，老师的感化重要体当初标的目的指引、技巧领导和总结提升等方面，研究生和高年级本科生也是研讨的重要力气，他们的着手才能和实践素养都在研究过程当中得以提升。”实验仪器装备的搭建是科研的主要内容，学生经由过程材料调研、兄弟单元访问和反复调试，胜利组建了多种催化资料评估安装，自 1999年以来，屡次取得清华年夜学先生实验室扶植奉献奖。先生经过深刻思考，重复揣摩跟对照试验，晋升了尾气污染要害功效材料的机能，论述了相干作用机理和反映机制，颁发了高程度论文和国际集会讲演。

　　由于该项目是面向应用的基础研究，经过参加国家和国际合作层面的项目研究，学生们在科研认识、研究方式、科研精力等方面都失掉了很好的锤炼，为未来走向社会、首创奇迹奠基了杰出的基础。

　　工业集成，福泽社会

　　该项目成果构成了拥有自主常识产权的机动车尾气净化技术翻新系统，所研究开辟的机动车尾气净化症结材料及集成技术已在无锡威孚力达催化器无限义务公司建成了年产300万升的催化剂产业线。以本项目所开发的技术为基本，今朝无锡威孚力达公司的汽车尾气净化器产业规模已居国内第一，超越了全球尾气净化器主要生产企业在华的生产规模，打破了国外催化净化器企业的垄断局面。所生产的催化剂年发卖量从 2003年的16.2万升增添到2008年的 100余万升。自 2006年 1月到 2008年12月，本项目技术成果应用所带来的产值已跨越9亿元。

　　从2006年开端，无锡威孚力达公司成为我国市场占领率最大的净化器生产企业，其净化器配套产品在国Ⅲ排放标准和国Ⅳ排放标准车型中市场据有率达 44.2%。2000年头，我国的机动车尾气净化器市场 100%都被国外产品把持；而到2008年末，在国Ⅳ排放标准新车达标目次中，80%以上国产汽车都采取了本项目技术出产的净化器配套产品。

　　因为技术和成本上的两重优势，该项目产品具备辽阔的推行远景。到2008岁尾，产品已成功在奇瑞、吉祥、夏利、春风、通用五菱等20多个国内主要机动车生产厂家、100余个车型中配套应用。

　　2001年～2003年间，课题组与国际著名的生产商日本五十铃公司发展了柴油车颗粒物净化技术合作。2005年，课题组牵头承当了深圳市柴油车尾气净化树模项目，重点处理了喷鼻港（香港机动车 100%是柴油车）过境柴油大货车和深圳柴油公交车的碳烟排放污染节制技术成绩，也为其余城市的在用车改革提供了有利鉴戒。

　　同时，项目标相关研究成果在摩托车尾气净化方面也获得了应用。1999年～2005年间，课题组与全球最大的摩托车尾气净化器生产商???桂林利凯特环保实业无限公司停止了技术协作。该企业生产的摩托车尾气净化器已出口日本、欧洲、北美等10多个国家和地域，产量占全球的40%以上。

　　本名目产品在国家环保部国Ⅳ排放尺度车型配套请求的国度标准检测中及格率达100%，为汽车行业提供了满意国际排放标准的净化器产品，下降了本钱，攻破了外洋相关企业和产物“一统山河”的局势，为增进我国汽车产品出口供给了重要支持。

　　该项目技术结果产业化为我国大中都会的机动车尾气污染管理提供了到达国Ⅳ排放标准要求的环保车辆，为改良我国城市氛围品质作出了重要贡献，带来了明显的社会效益。

　　前路漫漫，仍需求索

　　我国2007年开始实施国Ⅲ排放标准，北京市已于2008年3月开始实行国Ⅳ排放标准，新标准对燃油性能提出了较高要求，对机动车污染把持技术的需要日趋急切。

　　汽车尾气净化是一个持久的体系化工程，科研成果在产业中的应用水平也有待进一步提高。“科研是在较为纯真的实验室环境中进行的，而实践汽车行驶环境和尾气排放环境远比实验室的复杂，因而，从实验到生产，再从生产到使用，须要一个庞杂的进程，现实行车环境中的尾气净化后果和实验成果也一定存在着差别。”

　　翁端、吴晓东和他们的团队，和国内相关范畴的科研职员仍将会持续努力于汽车尾气净化方面的研究，使汽车在给人们带来方便的同时削减对情况的污染。