工業(yè)廢棄物變身“金娃娃”

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

在離太陽(yáng)最近的雪域高原，晴天陽(yáng)光特別強烈，冬季極端低溫可達零下30攝氏度以下，目前普遍使用的玻璃管集熱方式難以長(cháng)期耐受，尤其取暖應用更是個(gè)難題。

高原上，陶瓷太陽(yáng)能板則顯得有些“另類(lèi)”

它的基體是普通陶瓷，這些無(wú)白度要求的普通陶瓷，是已知成本最低、壽命最長(cháng)、性能最穩定的工程材料之一。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(yáng)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(cháng)、性能更穩定。大規模生產(chǎn)，其成本不到傳統集熱器的1/3。經(jīng)1200℃高溫燒成后，能夠長(cháng)期承受上百度高溫和零下幾十攝氏度的低溫，陽(yáng)光吸收比不會(huì )衰減，使用壽命也幾乎沒(méi)有限制。

事實(shí)上，把普通陶瓷、工業(yè)廢棄物轉化為陽(yáng)光吸收比達到0.94的陶瓷太陽(yáng)能板，曹樹(shù)梁團隊用了整整30年時(shí)間——

1985年，我國第一部專(zhuān)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(zhuān)利申請提交中國專(zhuān)利局，發(fā)明人曹樹(shù)梁也成為中國第一批專(zhuān)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成嚴重的環(huán)境問(wèn)題。曹樹(shù)梁的這一發(fā)明到1989年實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，已經(jīng)為山東省科學(xué)院創(chuàng )造專(zhuān)利使用費350萬(wàn)元。2000年專(zhuān)利權到期，至今全國有數十家工廠(chǎng)使用這項發(fā)明，生產(chǎn)、全球銷(xiāo)售黑瓷拋光磚，年消化提釩尾渣5萬(wàn)噸以上。1991年，曹樹(shù)梁發(fā)明了釩鈦黑瓷曲面板，并在此基礎上發(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(zhuān)利，1997年實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)，已經(jīng)用于國內外上千棟建筑，2000年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎。2006年曹樹(shù)梁又發(fā)明了陶瓷太陽(yáng)能板。

陶瓷太陽(yáng)能板的最大優(yōu)勢就是它的陽(yáng)光吸收比高且穩定。為獲得起關(guān)鍵作用的立體微孔釩鈦黑瓷陽(yáng)光吸收層，曹樹(shù)梁團隊可謂煞費苦心。不同原料的組合陽(yáng)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(mǎi)回原料后進(jìn)行實(shí)驗，反反復復配料、燒制，進(jìn)行了幾百種配方試驗;為了研發(fā)低成本的錨樁結構一面坡陶瓷太陽(yáng)能房頂，研究團隊常在寒風(fēng)和烈日下，立足不穩的斜房頂上安裝、研究，日復一日，年復一年。

“每一項技術(shù)的成熟都堪比一次十月懷胎。”曹樹(shù)梁說(shuō)，“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(yáng)能板，曹樹(shù)梁帶領(lǐng)他的研究團隊，緊扣社會(huì )發(fā)展需求，矢志不移地開(kāi)掘。每掘進(jìn)一尺，他們都有令人驚喜的發(fā)明——30年累積國內外授權發(fā)明專(zhuān)利達62項之多;每開(kāi)掘一個(gè)斷面，他們都創(chuàng )造出一片新的財富天地。