远图深虑 明智奇谋
——访上海奇谋能源技术开发有限公司技术总监王武生教授

2018-11-17 01:57
资源再生 2018年10期
关键词:线路板武生

记者 /郭 艳

铜是人类发现最早、与我们关系非常密切的有色金属之一,其化学稳定性强,有很好地抗腐蚀性,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在我国有色金属材料的应用中占有重要地位。由于我国是铜的消费大国,铜资源严重不足,供需矛盾越来越突出,因此对于原料的需求越来越依赖于废铜,我国目前是世界上最大的铜回收利用国,95%以上的电解铜都来自于废铜回收。然而,铜的回收过程是一个污染严重和消耗大量能源的过程,在环境问题日趋严重的今天,绿色回收、节能减排是降低污染、保护环境的主旋律。因此,“废铜直接电解技术”一经亮相就受到多方关注,该技术从根本上解决了回收过程中的环境污染和能源消耗问题。

作为一家专注REMADE领域的高新技术研发公司(REMADE:Reducing Embodied-energy And Decreasing Emissions 降低内涵能源与减少排放),上海奇谋能源技术开发有限公司(以下简称“奇谋技术”)或许名不见经传,但其所研发的“废铜直接电解技术”、“废弃电路板资源化环保回收技术”以及“锂电池回收技术”等专利技术已经在业界引起了轰动,并成功地向美国公司出售了三项技术专利,多项发明被国内知名汽车公司及研究所等采用。这些骄人的业绩背后站着一位堪称“发明家”的人物——公司的技术总监王武生教授。

金秋十月,记者有幸与这位幕后英雄有了一次深入的对话,他与我们分享了将这些奇思妙想化为现实、推进我国再生资源技术创新的过程。

奇谋异思 坚忍磨砺

记者:是什么原因促使您于2005年创办“上海奇谋能源技术开发有限公司”这家企业的?公司名选用“奇谋”二字有什么特殊含义吗?

王武生:随着科技的进步、经济的发展,我们身边的电子产品越来越多,家中废旧电器却也是越来越多,需要更新换代时不知该如何处理。而废旧家电的污染危害极大,诸如废旧手机、报废电脑、电视机、冰箱等电器,内部零件中都含有铅、镍、镉、汞等有毒物质。有数据表明,一粒纽扣电池就能污染600立方米水,而一节一号电池烂在地里,能使一平方米的土地失去利用价值。可见,废旧家电的回收管理无疑已经成为生活环保中必不可少的一环。

一直以来,我都在废旧线路板物理回收等方向上有深入的研究,以期解决混合物分离这一技术难题,为此,我于2005年成立了这家“奇谋”公司,经过长期不懈地努力探索,如今终于取得了实质性突破。

所谓的“奇谋”来源于成语:“奇谋异思”——就是从思维模式上与众不同的意思。如果采用与大众相同的思维方法,你的发明就只能是一个普通的发明,无法达到奇效,要想真正的创新,就必须采用奇谋的思维方法来突破传统的思维模式。

记者:今年,奇谋技术先后加入了一些行业组织,又连续参加了8月份在南京召开的全国危险废物项目投融资高峰论坛暨高新技术与设备转化推广会、9月底在杭州召开的全国有色金属生态环境保护大会以及10月份在成都召开的2018长江经济带危废产业绿色发展论坛,您作为奇谋的创始者及CTO应邀在以上大会上作了报告。从2005年创业至今,我们鲜见您或您团队的身影,今年为何频频“亮相”?

王武生:以前的市场环境并不太重视发明尤其是专利技术的保护,我们的很多发明都被侵权,却无能为力。例如我之前发明的环保屋顶技术,在中国已经有几千万人使用了,单单在宜昌市就有上百家企业侵权,但我们通过司法渠道维权,仅获得了两万元的侵权赔偿,可这些赔偿金还不够律师费。所以,我们以前认为脚踏实地“低调”做事为先,市场推广、宣传“亮相”在后。

近两年,我和我们团队陆续研究发明了采用纯物理方法解决工业规模化废旧线路板回收过程中存在的技术难题,实现了粉碎后铝合金粉与铜焊锡的分离、树脂粉中所含的重金属和有毒物质分离,并将其中的98%以上的铜回收,使分离出来的树脂粉完全达到国家塑料环保标准,也突破了铜与焊锡的分离,铜粉的直接电解等关键技术难题,真正做到了环保化、节能化、规模化、效益化回收。

孟子曰:天时、地利、人和!三者均备才能真正地成功。当前,国家非常重视转型升级、技术创新,加强了知识产权的保护,具备了推广新发明的“天时”和“地利”条件,加之我们团队的“人和”因素,促使我们有信心、积极主动地“亮相”。希望通过合适的行业及媒体平台,我们的技术与专利能为更多的领域和客户所认识,并为资源再生业的健康发展带来持久的价值。

物理技术 环保便利

记者:我国是世界上最大的铜回收利用国,但铜的回收过程却是一个污染严重及大量消耗能源的过程。您带领奇谋技术团队发明的“废铜直接电解回收技术”从根本上解决了回收过程的环境污染问题,且大大降低了能源消耗。请问您是如何解决这一铜回收领域的技术难题的?

王武生:现有的铜回收过程中,必须先将废铜进行熔铸,熔铸成阳极板后才能电解。但废铜里面含有大量的有机杂质,如废电缆漆包线的表面含有漆、废旧线路板里面含有残留的环氧树脂粉,这些杂质在焚烧时会产生大量的二恶英等致癌气体,对人体产生严重毒害,而且气味非常难闻,同时里面的铅等重金属也会造成“血铅病”。所以国家规定铜生产企业的规模必须大于10万吨,但这只是减少了污染,并不能从根本上解决对人体和环境的伤害。

我们采用的物理成型法取代了焚烧熔铸法,不仅从根本上完全解决了焚烧熔铸带来的污染,而且降低了成本,原来的熔铸成本每吨大约在1000元左右,现在只需60元,同时减少了资金周转量,每年至少为企业增加八千万至一个亿的总体利润。这项发明已经在四川某工厂得到实际生产应用。

记者:今年,您在不同场合所做的都是关于“物理法处理废旧线路板及回收铜的技术”等方面的报告,且奇谋技术近期又有一项发明专利(名为“一种从废旧线路板上直接电解铜的方法及装置”,专利号为ZL 2014 I 0160897.4 )正式获得国家知识产权局授权。该新型技术对于我国“废旧线路板资源化环保回收”领域带来怎样的创新,请您介绍一下这方面的研发及应用情况。

王武生:随着家电的量越来越大,废旧线路板回收已经成为一个世界性难题。但是现在的技术发展走了一个错误的方向,甚至世界上的大公司包括国内的一些企业也同样走了错误的技术路线——即采用焚烧法。

我个人认为,焚烧法从本质上是完全错误的,焚烧过程实际上是一个将小的污染放大的过程。原来废旧线路板只是一个小的污染,通过焚烧就变成更大的污染。具体而言:在焚烧过程中会产生二恶英致癌气体,造成“血铅病”的重金属污染,排出大量有毒重金属的废渣,排放大量的温室气体,并且消耗大量的宝贵能源。更关键的是投资成本非常大,回收成本也非常高。如:年回收十万吨规模的焚烧炉需要投资十个亿左右,而采用我们的物理法回收只需投资几千万,相差约十倍。同时回收一吨的成本将近一万元,所以目前焚烧法是不回收家电的废旧线路板,因为家电废旧线路板价值不高,还不够焚烧法的生产成本;然而大多数的废旧线路板都来源于家电。所以从根本上讲,焚烧法只适合回收电脑板和手机板。但应用物理法的生产成本只需一千五百元左右,相差近八倍,这在生产领域是一个巨大的进步。

成型的铜条拼接成阳极板在生产现场

物理法没有得到更加广泛且有效地推广,一个重要原因是其中关键性的技术难题没有得到根本解决,但奇谋技术在多年前就已经解决了这些技术难题,并且这项发明已经出售给了美国帝国环保科技有限公司。或许我国有些公司会认为美国的环保技术在全球是先进的,可他们不知道,美国企业会从我们这里购买发明专利。

这个发明之所以有前瞻性和先进性,关键是我们突破了人类的思想极限,如:环氧树脂板是不导电的,所以人类从来没有想过直接利用废旧线路板进行电解回收,而我们恰恰可以直接电解回收,这种思维就是 “奇谋”。

记者:在奇谋技术的重点项目——废铜直接电解、废旧线路板回收、锂离子电池回收等技术中,为何都优先采用 “物理法”,物理法与传统的火法相比有哪些优势,这一颠覆性的原创思维你们是如何探索出来的?

王武生:我在大学主修应用化学专业,所以我对各种化学回收技术都非常感兴趣,也喜欢钻研。化学回收方法的缺点是污染环境且回收成本高。我采用物理方法回收是基于充分了解化学方法的原理及优缺点,才找到了突破点。

环保技术能够得到广泛应用的关键是成本。企业是需要盈利的组织,成本太高,企业不会采用,这是我们做环保技术的基本出发点。为什么很多企业安装了环保设备却不用,甚至偷偷地排放,主要原因还是成本。如果回收利用一吨水的成本只有一元,而购买一吨自来水是三元,那么企业就不会偷偷地排放,因为排放一吨水就会损失二元钱。

在“废铜直接电解技术”的物理法应用中,我们强调以机械方式将铜直接压制成阳极板,没有熔炼过程。因此采用“物理法”,一是实现了环保化,即在回收过程中无废水、废气以及废渣的排放;二是实现了节能化,即在电解前的阳极板制作中不消耗熔铸能源,这样每年能节省上百万吨燃料,同时减少数百万吨的温室气体排放;三是实现了资源化,可将原来排入大气和废渣中的重金属如铅、锡、金、银等回收利用;四是实现了效益化,由于减少能源消耗,提高了铜的回收率,降低了生产成本,大幅增加了企业的经济效益。奇谋技术的“回收铜无熔炼直接电解技术”不仅具有以上四大优势,且原有的电解生产设备不用进行任何改造,这种“无创伤式”的技术升级,对回收铜的企业无疑是个“福音”。

可见,我们一定要抓住关键技术,不能盲目跟风,并不是只有“外国的月亮都是圆的”,合适的才是最好的。技术能否解决实际生产中的难题,这才是最紧要的。

前瞻聚焦 颠覆创新

记者:您在2013年就发明了“动力电池使用寿命延长技术”,可将新能源汽车的电池寿命从3年延长到10年。经过这几年的发展,该项技术的应用情况怎样,其未来的市场前景如何?

王武生:该项技术是先进,但推广并不尽如人意!或许因为一些大的电池生产企业只相信成熟的已有的技术,不太愿意尝试创新的方法。这可能也是我国在技术领域落后的原因之一。没有技术创新意识的企业,永远只能跟在别人的后面!企业如果没有独有的创新技术,只能低价拼成本,“劣币驱逐良币”的后果是恶性竞争,这也是目前有些企业的真实写照。

在此,我们也呼吁动力电池的生产与应用企业,更多关注新型技术,奇谋技术愿意与同行一起共同推进新能源动力电池的科技革命、创新与发展。

记者:在我国大力发展新能源汽车的政策引导下,今年我国迎来了动力电池的“报废潮”,然而现有的回收工艺仍有较大的环境污染缺陷。请问奇谋技术的“锂离子电池回收技术”是如何做到环保回收并且实现98%以上的高回收率的?

王武生:动力电池本身是一个巨大的污染源,实现环保回收的关键是技术创新。具体而言:首先要实现正负极的物理分离,然后实现电极材料与集流体的物理分离。这说起来简单实际上非常复杂。为什么?以电极材料与集流体的分离来说,为了保证电池的质量,就必须将电极材料与集流体紧密地粘接在一起,粘接越牢寿命越长;但从回收角度而言则恰恰相反,越紧密越不容易分离。

我们采用的技术是从根本上分离,就是将其中的集流体直接回收,那么上面的电极材料自然就脱落了。“皮之不存,毛将焉附”!没有了集流体,上面的电极材料自然就脱落了,这是一个与现有技术相反的思路。

脱虚向实、实业报国

记者:奇谋技术是上海市专利试点企业,也是上海市松江区博士后创新实践基地,已经在环保节能、新能源、新材料等领域获得了四十多项科技成果奖项与专利,其中多项技术发明被冠驰汽车安全技术公司、中国奇瑞汽车公司、江淮汽车公司以及602直升机研究所采用。请您介绍一下奇谋技术的核心优势以及合作形式。

王武生:一般而言,设备越复杂,可靠性越差,维修越困难,操作成本越高。奇谋技术核心的优势主要是两点:一是成本低,用低成本达到同样的效果;二是简单实用,满足不同客户的技术要求。

我们出售给解放军定远试车场的方向盘碰撞试验台,结构非常简单,以前需要一百多个大气压的钢瓶作弹射动力,非常危险,曾经发生过燃烧事故。而我们只用一个汽车减震弹簧就达到同样的速度,成本只有国外的百分之五,售价也只有国外的十分之一,不仅非常安全,而且操作简单。

奇谋技术可以向有需求的企业或机构提供技术转让,我们可以为企事业单位的高管和技术骨干提供技术培训服务,可以根据客户不同的需要专门定制技术解决方案,也可以在相关领域进行技术联合研究、开发和共享成果,也愿意与有兴趣的投资者合作成立创业公司进行技术孵化。

记者:据悉,您还取得了四项美国专利,请问海外市场购买了奇谋技术的哪些专利?请您分享一下奇谋技术取得这些成绩背后的企业使命、经营理念、竞争优势及人才观。

王武生:我们出售给国外的是民生项目,主要是废旧线路板回收技术。人类生活在同一个地球,美国产生的二恶英也会进入地球大气层,我们都有义务维护这个宝贵的“共同家园”。

我本人是九三学社的社员,我们的宗旨是科技强国,当然不会把关于军事设备的发明出售给外国,我们垄断了这类技术的目的是为了加强中国的国防力量。

我们企业的优势是研发与创新能力强,能够帮助合作企业通过技术优先达到市场领先!从创新的角度,我个人认为并不是学历越高创新能力就越强,因此奇谋技术的人才观是能力大于学历。人各有所长,有时越是会读书的人,创新能力就越差,因为上帝不会把每个好处都给同一个人。

记者:除了您所带领的奇谋技术在资源再生领域取得多项技术专利外,您目前还是国家汽车标准委员会车身分标委员会的委员,参与了多项国家标准的制定,如《汽车安全带标准》、《汽车安全气囊标准》等,作为国家汽车标准委员会委员你最大的感受是什么?

王武生:我其实是整个国家汽车标准委员会成员里唯一的“外行”,没有学过一天的汽车专业知识,或许是因为没有专业知识的“束缚”,我反而对汽车领域有了一些前瞻性的看法。

十几年前,在我国大力发展汽油车时,我从能源的现实出发,预见到我国必将大力发展新能源汽车,所以很早我就开始研究动力电池,并在动力电池的寿命延长及安全方面取得了一些成就。当市场都在研究动力电池时,我们又把动力电池的环保回收当作研究重点,超前的思想带动超前的行动,这才能占领技术高地。

当大家都在做动力电池回收技术研发时,我们的研究重点已经转移到如何防止新能源汽车发生碰撞后避免燃烧爆炸。无论是特斯拉、还是比亚迪,只要一发生碰撞,几乎是车毁人亡,但生命高于一切!我们已经在如何防止纯电动汽车在碰撞后避免燃烧爆炸的技术方面取得了突破,成功地解决了如何在已经发生碰撞的情况下,保护乘员的生命安全。所以说,作为一个技术带头人,必须具有独特的前瞻眼光。当市场都去研究同样的技术内容时,大家都处于同一起跑线,最后的结果相差无已,很难取得革命性、颠覆性的突破。

记者:我们得知您个人还在其他领域或行业贡献了多项技术发明,例如:“环保屋顶”、 “高效风力发电技术”、 “多层立体智慧停车设备装置”以及 “空调节能技术”等几百项发明,难怪人称您为“发明家”。原本做企业和制定国家标准等诸多工作已经把时间占得满满了,您为何对“发明”乐此不疲?能否与读者分享一个您最满意的发明?

王武生:“发明”是一项非常特殊的工作,不能像上班一样八小时制。首先发明是极需要天分的,这不是唯心主义而是唯物主义。姚明适合打篮球而不适合体操,这是大家公认的。发明也一样,毕竟这是一项高级“劳动”。其次,需要经过系统的学习,很多人有发明的天分,但由于没有经过系统的教育,只能从事一些相对简单的创新工作。最后,需要长期的努力。

到目前为止,让我最感到自豪或者能被后人记住的发明可能是“一步法直接生产钛”。人类的迭代是以基础材料为依据,从旧石器时代、新石器时代、到青铜时代、铁器时代,现在人类正在进入钛时代。钛可以改变人类的生活,如我们用的心脏支架、航天飞机、卫星天线就是钛。钛是目前唯一具有亲生物性的金属,所以可以用于人体内部,同时它也是目前唯一能经受王水腐蚀的金属。如果用钛做头盔,子弹估计都打不穿;如果用钛做轮船,或许一百年都不需要刷油溙;如果世贸大厦是钛材料则不会被烧垮。但钛也有两个致命的缺点:一是目前制造成本太高,二是生产过程污染严重。

在读中学时,我的化学老师讲了铝的生产发明过程,正是一项新发明将铝从比黄金还要贵重的金属变成每个老百姓都用得起的金属。老师告诉我们人类即将进入钛时代,他希望在我们这些学生中能有一个人,可以将钛变成像铝那样,让每个人都用得起!这个信念在我的脑海中一直挥之不去,直到38年后,这个技术难题才取得了突破性进展!从目前试验来看,我的发明可以将钛的生产成本至少降低一半,同时,在整个生产过程中几乎没有污染。

炼钛试验

记者:奇谋技术的同事对您的评价是:一位奇人,知识深广,自律、朴实、善良,有悲悯众生的情怀等。您是如何看待自己的?

王武生:过奖了!我只是希望用我的发明为人类造福,我相信每个真正的科技工作者都有这个情怀!所谓“奇人”只是所做的发明多了,大家给我的鼓励与“尊称”;就如运动员,得的世界冠军多了,大家也会这样“推崇”。真正的“发明家”都有自己的一些特点,包括广阔的知识面、积极地学习不同领域的技术和知识;更重要地是需要想象力,想象力越丰富,思维越宽广。另外,越有自信心的人越容易成功!

记者:最后请您谈谈奇谋技术的企业远景以及您个人的发展计划。

王武生:面对日益“悲观”的世界,我们是坚定的技术乐观派。我们相信,技术将引领人类战胜各种重大困难,人类的未来也将愈加美好。我们相信,在这个大公司、大集团占主导的世界里,小公司和个人也能为人类贡献出若干颠覆性的技术发明。我们响应国家“脱虚向实、实业报国”的号召,坚持原创精神,发明实用技术,保护地球环境,以节约能源为己任,促进资源的循环利用,促进经济的可持续发展。

我本人与奇谋技术都希望和同行们进行更加广泛深入的合作,把先进的技术产业化,真正实现研究与发明的价值,使我国在环保技术及资源再生领域更加有话语权和主导权!

王武生小记:

湖北荆州人,汽车制造与修理正高职高级工程师(教授级高工),国家汽车标准委员会车身分标委员会委员,曾受聘担任华东理工大学机械与动力工程学院硕士研究生企业导师。先后获评上海市第四届创造发明奖、上海市领军后备人才、上海市松江区第二届拔尖人才、上海市松江区市民最喜爱的“我们松江人”。

王武生知识广博、思维创新,取得了丰富的科技创新成果。其发明的《WFY-1汽车碰撞模拟台车》,改变了利用线性变量叠加合成非线性曲线的传统方式,采用直接利用金属管的变形吸能的原理,实现了波形再现,真正实现了自主开发,打破了德国、美国在此技术领域的垄断,被中国汽车认证中心、国家汽车监督检验中心(上海)等采用,列为上海市高新技术成果转化项目。《限荷预紧式安全带》的发明,打破了美国专利技术垄断,填补国内空白,它采用限力式安全带大幅度提高了乘员的安全性,被中国奇瑞汽车公司、江淮汽车公司等采用,被列为上海专利二次开发项目。针对高原战士缺氧及部分边远地区的小型医院缺少医用氧气的状况,开发了《家庭实用、车用小型电解制氧机》,获得第十届全国发明银奖,据此发明制造的产品获第十届全国发明新技术产品金奖。《安全带紧急锁止试验台》试验装置原来一直依赖进口,经过对比试验,该产品完全达到国外同类产品的性能,操作更为简单、价格更加实惠,填补了国内空白,已被中国汽车产品认证、解放军总装备部定远试验场、602直升机研究所采用。R

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