逐梦破除壁垒 智启有色新航——甘肃省科技功臣胡家彦的科研之路
2025年06月09日 14:3 180次浏览 来源: 中国有色金属报 分类: 科技创新 作者: 何智渊 于彭波
近年来,胡家彦活跃在电池正极材料、高纯金属材料等领域,尤其在2024年度甘肃省科学技术奖励名单公布后,业内人士与他的接洽更加频繁,常邀他出席各类项目洽谈、学术讲座。
这位低调的“科学家”有时也会思考奖项和荣誉背后的深层价值。每当此时,胡家彦便用“价值在未来,创效即成功”鞭策自己。更多时候,他像一头勤奋的黄牛,只知道埋头向前。
回家:站在最需要的地方
胡家彦是土生土长的金昌人,对那个年代在“山窝窝”里长大的读书人而言,“走出去”似乎成为一种刻在骨子里的本能。18岁那年,胡家彦考取中南工业大学有色金属冶金专业,前往长沙求学。
1994年,大三实习期间,胡家彦在昆明第一次见识到体系完备、技术成熟的冶炼厂。回看家乡,1983年,金川镍产量首破万吨大关,随后两年,镍产量逐年递增,成功迈出“三年三大步”;1987年,二矿区出矿100万吨,金川矿山开始向大型化、自动化迈进……那段时日,正是金川冶炼技术水平“跨越式提升”的关键阶段,胡家彦也站在了人生的十字路口。大学毕业后,他没有选择留在南方,在说服家人后,几经辗转回到了这片生养自己的土地,走上了一条更加艰苦却也充满希望的道路。
1995年,根据金川集团发展需要,胡家彦被分配到二冶炼厂二钴车间,随技术班组投入钴冶金工艺提升等重大课题。
起初,金川钴产能不足600吨/年。在金川钴产品攻坚万吨产量的关口,胡家彦凭借过硬的专业素养,先后参与了电积钴系统设计、电积钴除铅除铁工艺改进项目。他说:“周围都是响当当的专家、前辈,大家充满信心,浑身干劲,我也收获良多。”随着班组不懈努力,各项工艺技术改造均取得良好成效。
2009年,作为10kt/a钴产品扩能改造项目负责人,胡家彦把所有心思都扑在产线上:从施工方案到图纸设计,从项目建设到联动试车,从实现量产到达产达标……寒来暑往,车间灯光见证他的彻夜钻研,厂房设备留下他的疲惫身影。这条建成伊始便具备国际先进水平的钴生产线,是无数日夜坚守与探索的成果。
时过境迁,深耕现场10余年的胡家彦渐渐不满足仅在冶金专业“头顶光环”。他一头扎进稀贵金属、新材料制备、功能材料开发等跨学科领域,如饥似渴地学习,积极投身生产系统改造和新产品研发,实现多层面技术贯通,积累了丰富的制备经验。
“活到老学到老、干一样成一样”是周围人对胡家彦的一致印象。如今,知命之年的胡家彦依然葆有对新兴产业的浓厚兴趣。“企业科研工作者的责任,就是始终站在企业发展最需要的地方。我愿意学习新知识,只要它能支撑我提出对产业升级、行业进步有益的论据和建议。”
正是这种使命感和责任感,引领胡家彦攻克一个又一个技术难题,创造一个又一个业界传奇。
突围:解析“三元”密码
用一个词概括胡家彦的职业生涯,那就是突围。这些“围堵”是国外的垄断封锁,是国内老牌竞争对手在技术和资本积累方面的双重优势,也是工艺上迟迟未能突破的瓶颈。
新能源汽车的快速发展带动了锂电正极材料产业的崛起。三元正极材料凭借其综合性能优势,成为最符合电动汽车发展需求的商业化选择。但在工艺生产和材料性能上,三元正极材料存在结构稳定性弱导致循环性能差、能量密度不及预期导致瓦时成本高、异物引入多导致安全性能差等诸多棘手缺陷。
材料近在眼前却难以利用,这让胡家彦想起刚上班时,前辈讲述的“守着宝盆挖不出矿”的矿区往事。一如身边每一个坚毅执着的金川人一样,他也不信邪,决意“死磕”到底。
胡家彦对学习的拼命投入从书本延伸至工作。书页间密密麻麻的批注还未干涸,他又带着亟待验证的疑问,一头扎进仪器嗡鸣的实验室,被不少同行称为“科研狂人”。在反复调试掺杂比例的600多个日夜,胡家彦从未停止思考:能否控制元素用量,尝试梯度掺杂,实现材料结构稳定?是不是可以通过多层复合包覆技术提升三元材料使用电压,增加密度、降低成本?异物干扰能不能通过装置干预,先一步进行物理隔绝?
苦思冥想、反复试错,带着行军床守在烧结炉旁记录温度曲线和微观结构变化。胡家彦硬是“磕”出了名堂——“梯度掺杂+异物防护转接管”技术体系应运而生。梯度掺杂提升50%三元材料高温循环性能,多层复合包覆体系让材料使用电压从4.35V提升至4.4V,不增加金属成本的同时能量密度显著增强,创新设计的防护装置将产品合格率稳稳定格99.8%。亮眼数据的背后,是金川单晶正极材料制备技术迈入国际领先梯队的铿锵足音。
胡家彦率领不足50人的团队,在没有经验可借鉴的情况下,自凿认知岩层,努力向深探索。两年多时间,从3系列到9系列的三元材料产品如破土新苗接连问世,至今仍在迭代升级;5年间,累计创造334亿元销售额,完成国外百人团队、上亿元投入才能企及的目标。
破局:改写垄断版图
超高纯金属材料虽然高深,但离我们的生产生活并不遥远。胡家彦团队突破美国、日本的技术封锁,先后实现规模化生产的7N高纯铜、6N5高纯镍、6N5高纯钴等,在半导体芯片、平板显示、信息储存和各类电子元件上均有广泛应用。
越是前沿领域,可借鉴的经验越少;越是新兴行业,技术壁垒就越高。一支科研团队,如何持续保持创新能力、不断攻克难关?胡家彦认为:“需要有自主创新、敢为人先的精神,还要善于凝聚团队力量,集智攻关。”
“金川人从不服输,也绝不认怂。”在重重封锁的情况下,胡家彦和团队从项目伊始就以行业最高标准进行自我要求。该团队设定的纯度提升阈值非常高,现有加工手段和试验设备难以满足纯化需求。几经讨论,该团队决定自己动手,把跟不上的地方赶上来。“采购设备的、组建新实验室的、做多级电解的、熔炼提纯的……大家密切沟通、相互支持。历时一年半,我们总结出了中国自主的金属纯化模式,建成了符合需求的试验和生产场地,性能比预想中还要好。”胡家彦说。
学习没有止境,创新破局亦然。在胡家彦带领下,这支敢闯肯干的队伍,成功突破了我国半导体靶材长期依赖进口的窘境,也使兰州金川科技园成为国内首家实现高纯镍、钴、铜规模化生产的单位。
如今,金川高纯金属已是优秀国内外靶材生产商的首选产品,高纯镍钴全球供应占比达40%以上。该团队成员纷纷感慨:“胡家彦常说‘纯度就是话语权’,他用实力和行动向我们证明了这句话。”
净化:践行绿色革命
确定贵金属汽车尾气净化课题时,除了突破垄断的使命,胡家彦心里想得最多的是环保。在大家聚焦溶液稳定性差、聚合物夹杂等技术难题时,胡家彦一直强调:“这次我们面临‘寻求科技与环境平衡’的复合型问题。”
产品研发推广并非坦途。被誉为“工业钻石”的贵金属汽车尾气催化剂,其核心技术牢牢把控在国外行业巨头手中,国内鲜有厂家涉足。
既然“等米下锅”不现实,那就从“种稻子”做起。胡家彦将大课题拆成若干分支,结合成员所长逐一分解落实。
该团队先后利用化学配位与复分解原理,合成所需化合物;在调节酸度的同时抑制钯水解,解决溶液稳定性、催化活性方面的问题;首创含铂母液转化和离子水重结晶精制等方法,攻克含铂母液回收成本高、难度大等关卡。
产品成功问世,却又在销售上受阻,客户认定国产产品不行。“稀释就出沉淀,不敢轻易尝试。用时下流行的话来讲就是‘人心中的成见是一座大山’。”胡家彦半开玩笑。
机会垂青有远见的人。恰逢尾气排放推行“国六”标准,基于一开始立下的“绿色规矩”,胡家彦团队潜心研发的汽尾催化剂完全符合最新标准,抓住产品换代的大好机遇,一举与国内威孚高科、中自科技、凯龙高科等知名企业建立起稳定合作。胡家彦的“环保初心”在此刻形成完美闭环。
“走到今天靠什么?可能靠的是一种倔强,那种倔强是我发奋的动机和力量。”从陇原大地闯出一片天的胡家彦,一直保持着科研工作者的纯粹。
20多年来,胡家彦参与国家级、省级项目9项,自主研发课题30余项,获得授权专利25件;主导起草国家标准3项、行业标准1项;多项研究成果经中国有色金属工业协会鉴定达国际领先、先进水平。
胡家彦作为金川集团科研工作者中的一员,见证了有色冶金、有色材料从国内到国际的延展,从跟跑到领跑的逆袭。“诚然,我们的技术研发和创新体系仍有局限,但我很开心,因为这意味着我们没有走到极至那一步,前面的路还很长。”胡家彦说。
攀登科研与创新的高峰,这是金川集团的声音,也是金川集团的特色。当晨曦洒向兰州新区千亿级新材料产业园,胡家彦新一天的忙碌又开始了……
责任编辑:任飞
如需了解更多信息,请登录中国有色网:www.cnmn.com.cn了解更多信息。
中国有色网声明:本网所有内容的版权均属于作者或页面内声明的版权人。
凡注明文章来源为“中国有色金属报”或 “中国有色网”的文章,均为中国有色网原创或者是合作机构授权同意发布的文章。
如需转载,转载方必须与中国有色网( 邮件:cnmn@cnmn.com.cn 或 电话:010-63971479)联系,签署授权协议,取得转载授权;
凡本网注明“来源:“XXX(非中国有色网或非中国有色金属报)”的文章,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不构成投资建议,仅供读者参考。
若据本文章操作,所有后果读者自负,中国有色网概不负任何责任。