日前，湖北日报等主流媒体对中心张一敏教授团队攻克钒提取和应用难题进行了专题宣传报道，具体内容如下。

湖北日报等主流媒体对张一敏教授团队攻克钒提取和应用难题进行专题宣传报道

4月6日，武汉科技大学国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室，研究人员站在一座占地约2平方米的长方体机器前，插上电源，打开开关，接上逆变器，几乎同时，两排灯泡亮了起来，约20平方米的实验室瞬间亮堂堂。

长方体机器其实是一个钒电池储能系统，储电量比普通商用钒电池高三分之一。这是武科大张一敏教授团队的最新成果，相关技术将在湖北中钒新材料有限公司推广应用，提升风能光能等清洁能源的储存效率，削峰填谷，避免弃电和能源浪费。

三年攻关突破浓度“最大值”

钒电池储能系统由正负电极、电解液储液罐、离子交换膜组件等几部分构成，通过电解液中钒离子的价态变化来产生电流流动，循环使用次数可达5000次至1万次，是锂电池的10倍以上，寿命长，安全性更高，适合于在光伏储能、风电储能等大规模储能项目中应用。

钒电池也有缺点—单位体积能量密度小。若把钒电池作手机电池，半天不到，手机电量就可能耗尽。提高钒电池的能量密度，是科学家们科研攻关的重点，其中的关键是电解液中钒离子的浓度。

钒离子浓度越高，储存的电量就越大，但浓度提升后，钒离子就会结晶沉淀，发挥不了储电效果。一般商用钒电池电解液中，钒离子浓度在1.8摩尔/升，这几乎是钒离子不沉淀的前提下浓度的最大值。

张一敏教授团队历经3年科研攻关，通过在电解液中加入有益有机、无机基团，通过钒离子缔合作用，在电解液稳定的前提下，在实验室中，把钒离子浓度提升了0.6摩尔。

“钒电池循环使用次数多，使用寿命长，一次投入能够带来持久的产出，对企业而言，0.1摩尔的提升也会带来很大效益。”团队教授刘涛介绍，出于工业生产的稳定性考虑，已成功实现科研转化的钒电池电解液浓度为2.0摩尔/升。

挺进钒提取科研“无人区”

钒电池是高纯度钒的一种应用。钒是一种稀有金属，少量使用，能极大地提升产品的强度、韧性、耐高温性、抗腐蚀性，又被称为工业“维生素”。

但高纯钒的提取十分困难。钒的熔点高达1890℃，以广泛分布在我国长江流域的钒页岩为例，钒含量只有0.7%左右，焙烧时，钒页岩中其他软熔杂质熔化成液体，包裹在钒上，形成坚硬的外壳——“硅盖罩”，被科学家们称为“无法破解的难题”，焙烧同时要消耗大量能源，对环境造成污染。

由于科研难度太大，钒提取是矿冶科学家们不轻易触及的领域。上世纪80年代，作为我国首批进行钒提取科研攻关的专家，张一敏进入这片科研的“无人区”。

为解决“硅盖罩”，团队研发出“双循环法”，调试出合适的焙烧温度，在钒被杂质液体包裹前，把钒释放出来。

应用到工业领域，又一个突出问题“冒”了出来——流程太长、工艺繁复、污染物回收复杂，和工业化生产要求的简便快捷不相符。团队又研发出“一步法”，把多个装置集成在一个设备里，在提取钒的同时，实现废水废渣综合利用。

两项提钒技术方案大幅提高了钒的产能，实现生产过程“零污染”。团队分别于2007年、2010年、2017年3次荣获国家科学技术奖。技术成果发布后，矿业企业的技术邀约纷至沓来。

经过一系列技术更新，目前，团队提取的高纯钒纯度达99.99%，实现全链条绿色生产。

打通供求，连成一片“钒蓝海”

从产业链前端的钒提取做到后端的钒应用，自主知识产权超过80项，团队是如何做到的？

“都是和企业‘磨’出来的。”张一敏介绍，我国钒页岩的储量占全世界90%，攻克了高纯钒的提取，就能开辟出一片工业“蓝海”（未知的市场空间）。不同于大宗商品，钒的用途广，但用量少，目前全世界的年用量约20万吨，且和钢铁等大宗商品的价格捆绑，企业只开展钒提取业务，若钒的售价过低，企业就可能停产。

出于钒产业本身持续发展的需要，作为钒研究的先行者，张一敏团队一直在探索一条平衡企业风险的科研道路。团队选择的路径是——打通钒产业的供求，进行钒提取研究的同时，挖掘钒产品的应用空间，如在钢筋中加入少量钒提高强度，用钒制作有抗腐蚀性的海工材料等。

以团队钒电池的科研转化为例，企业事实上分别转化应用了钒提取和钒电池两种技术，站在高纯钒的供求两端，既能够双边受益，又能够有效应对钒价格波动带来的风险。

科研和企业的互动，让钒产业的未来有了无限可能。

在张一敏团队的展厅里，专利技术、科研成果摆满一整面墙。作为我国首批进行钒提取科研攻关的专家，在2010年之后，张一敏才真正迎来科研成果的“爆发期”，科研之路一大半都泡在反反复复的实验中。回忆往昔，张一敏很豁达：“对于想走科研路的人来说，有压力的话，就去奋斗吧！”

https://epaper.hubeidaily.net/pc/content/202204/13/content_163690.html