工業(yè)廢棄物變身“金娃娃”

9月8日是西藏自治區(qū)成立50周年的日子。這一天，配合國家援藏第一批陶瓷太陽能房頂牧民定居點(diǎn)示范項(xiàng)目也大功告成。

在離太陽最近的雪域高原，晴天陽光特別強(qiáng)烈，冬季極端低溫可達(dá)零下30攝氏度以下，目前普遍使用的玻璃管集熱方式難以長期耐受，尤其取暖應(yīng)用更是個難題。

高原上，陶瓷太陽能板則顯得有些“另類”

它的基體是普通陶瓷，這些無白度要求的普通陶瓷，是已知成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的工程材料之一。此外，與普通熱水器的鋁、鉻等金屬氧化物吸熱涂層相比，陶瓷太陽板的表面吸熱層是以鋼鐵工業(yè)廢棄物提釩尾渣制造的釩鈦黑瓷，主要成分是鐵、鈦、錳、釩、鉻等的金屬氧化物，其成本更低、壽命更長、性能更穩(wěn)定。大規(guī)模生產(chǎn)，其成本不到傳統(tǒng)集熱器的1/3。經(jīng)1200℃高溫?zé)珊?，能夠長期承受上百度高溫和零下幾十?dāng)z氏度的低溫，陽光吸收比不會衰減，使用壽命也幾乎沒有限制。

事實(shí)上，把普通陶瓷、工業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為陽光吸收比達(dá)到0.94的陶瓷太陽能板，曹樹梁團(tuán)隊(duì)用了整整30年時間——

1985年，我國第一部專利法頒布實(shí)施。1985年4月1日，“黑色陶瓷制品原料的生產(chǎn)方法及其制品”的專利申請?zhí)峤恢袊鴮＠?，發(fā)明人曹樹梁也成為中國第一批專利申請人。這一發(fā)明把原本十分昂貴的黑色陶瓷生產(chǎn)成本降低了90%，主要源于原材料選擇了工業(yè)廢棄物——提釩尾渣。

我國的提釩尾渣年產(chǎn)出量居世界首位,加上歷年積存，這一工業(yè)廢棄物不僅占地還構(gòu)成嚴(yán)重的環(huán)境問題。曹樹梁的這一發(fā)明到1989年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)時，已經(jīng)為山東省科學(xué)院創(chuàng)造專利使用費(fèi)350萬元。2000年專利權(quán)到期，至今全國有數(shù)十家工廠使用這項(xiàng)發(fā)明，生產(chǎn)、全球銷售黑瓷拋光磚，年消化提釩尾渣5萬噸以上。1991年，曹樹梁發(fā)明了釩鈦黑瓷曲面板，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明各種顏色的陶瓷曲面板，用于建筑曲面。這一發(fā)明獲得了中國、意大利發(fā)明專利，1997年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，已經(jīng)用于國內(nèi)外上千棟建筑，2000年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎。2006年曹樹梁又發(fā)明了陶瓷太陽能板。

陶瓷太陽能板的最大優(yōu)勢就是它的陽光吸收比高且穩(wěn)定。為獲得起關(guān)鍵作用的立體微孔釩鈦黑瓷陽光吸收層，曹樹梁團(tuán)隊(duì)可謂煞費(fèi)苦心。不同原料的組合陽光吸收比不一樣，使用效果不一樣。為了得到最佳的配比效果，他們買回原料后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反反復(fù)復(fù)配料、燒制，進(jìn)行了幾百種配方試驗(yàn);為了研發(fā)低成本的錨樁結(jié)構(gòu)一面坡陶瓷太陽能房頂，研究團(tuán)隊(duì)常在寒風(fēng)和烈日下，立足不穩(wěn)的斜房頂上安裝、研究，日復(fù)一日，年復(fù)一年。

“每一項(xiàng)技術(shù)的成熟都堪比一次十月懷胎。”曹樹梁說，“金娃娃”的誕生可謂歷經(jīng)艱辛。從黑色瓷磚到曲面陶瓷，從建筑陶瓷到陶瓷太陽能板，曹樹梁帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)，緊扣社會發(fā)展需求，矢志不移地開掘。每掘進(jìn)一尺，他們都有令人驚喜的發(fā)明——30年累積國內(nèi)外授權(quán)發(fā)明專利達(dá)62項(xiàng)之多;每開掘一個斷面，他們都創(chuàng)造出一片新的財富天地。