聚焦十大湖北實驗室⑤丨三峽實驗室：磷化產品從“論噸賣”到“論克賣”的躍遷

三峽實驗室展廳展示的黑磷樣品（三峽實驗室供圖）

在湖北三峽實驗室展廳，一塊看似普通的“黑煤球”暗藏玄機。“這是新型黑磷產品，市場售價每克達數千元，比黃金還要貴好幾倍。”三峽實驗室主任池汝安向支點財經記者介紹。

這種黑磷是第三代半導體材料，被譽為“超越石墨烯的光電子學革命性材料”。目前，三峽實驗室的黑磷合成規模已達到世界最大的百公斤級，正朝著噸級產能突破。

作為湖北十大實驗室之一，三峽實驗室自2021年成立以來，把握綠色化工定位，聚焦化工行業基礎研究和產業化關鍵核心技術的研發，在微電子關鍵化學品、磷基高端化學品等領域開發了多個高端新產品、新技術，實現創新突破。截至目前，三峽實驗室已簽訂技術合作協議40項，金額共計1.59億元。

9月10日，支點財經記者走進三峽實驗室，探尋“企業出題、科研答題”模式下，產學研同頻共振的創新故事。

企業出題，打通成果轉化“最后一公里”

化工是湖北的支柱產業，磷化工更是其中的優勢產業，這里擁有長江流域最大的磷礦基地，磷礦資源儲量豐富。作為扎根宜昌的本土化工龍頭，興發集團已成長為國內磷化工行業領軍企業。

要實現磷礦資源的高效利用，科技創新與成果轉化是關鍵。近年來，興發集團加快推進以高端新材料、新能源產業為核心的戰略布局，持續加大研發投入與成果轉化力度，全面提高資源利用水平，推動產業向“高端化、綠色化”發展。

為進一步整合創新資源、破解產業發展關鍵技術瓶頸，2021年12月，湖北三峽實驗室應勢而生。該實驗室依托宜昌市政府組建，興發集團作為牽頭單位，聯合中科院過程所、武漢工程大學、三峽大學等多所高校院所，聚焦磷石膏污染防治與綜合利用、微電子關鍵化學品、磷基高端化學品、硅系基礎化學品四大方向開展創新研發，形成了“企業為主體+政府參與投資建設+院校支撐科學研究”的新模式。

“實驗室成立以來，興發集團給予了我們全方位的支持，實驗室所用的5.2萬平方米大樓，興發集團無償提供使用，甚至承擔了全部水電費。此外，興發還將集團的測試中心整體無償轉給實驗室使用。”池汝安說。

池汝安的另一個身份是武漢工程大學教授，長期從事稀土礦物加工和化工分離工作，是綠色化工過程教育部重點實驗室主任，擁有豐富的實驗室建設工作經驗。談及三峽實驗室的成立，他對科研成果轉化的變化感受深刻：“企業出題，讓實驗室的研究更接地氣、更具針對性，科研攻關方向更明確，打通了成果轉化‘最后一公里’，能讓技術更好更快地賦能企業發展。”

在與企業的深度合作中，三峽實驗室科研成果不斷涌現。例如，該實驗室重點開展的電子化學品多級純化技術、功能型配方化學品、磷系半導體材料、光刻膠及配套材料等研發工作，精準對接湖北“光芯屏端網”世界級產業集群發展需求，為芯片全面國產化提供助力。

該實驗室研發的光刻膠用光引發劑，各項性能達到日韓進口產品同等水平，已與湖北興福電子科技股份有限公司（以下簡稱“興福電子”）達成成果轉化意向；高端磷化劑已完成中試，即將建成國內首套5000噸工業化裝置；開發出“雙磷源循環及洗水回用”磷酸鐵降本增效新技術，磷酸鐵生產成本降低10%，產品質量可以匹配三代半及四代鐵鋰水平。

同時，實驗室聚焦有機硅化合物綠色短流程合成、高性能硅樹脂、高性能氧化硅和特種有機硅聚合物研究，為宜昌建成國內最大的百萬噸級硅基新材料生產基地提供了技術支撐。

成立3年多來，三峽實驗室為地方經濟發展提供了強勁動力。與產業鏈上下游企業簽訂技術合作協議40項，合同金額合計1.59億元，為50余家企事業單位提供檢驗檢測服務。

同時，三峽實驗室還帶動了化工產業升級，電子化學品專區總規模由2021年的9萬噸提升至目前的37.8萬噸；助力興福電子2025年在科創板上市；推動興發集團攜手萬華化學在宜昌布局精細磷化工、有機硅材料等產業，并成功引進東方雨虹、江蘇新亞強、四川思特瑞、深圳正安等多家企業落戶湖北。

三峽實驗室全景圖（三峽實驗室供圖）

自主突破，讓關鍵材料不再“卡脖子”

興福電子是興發集團旗下的上市公司，專注于電子化學品研發、生產、銷售。

“電子化學品行業門檻較高，興福電子深耕多年，積累了豐富的市場信息。”興福電子研發中心主任賀兆波向支點財經記者介紹，在與客戶的溝通中，公司發現光刻膠用光引發劑存在迫切的市場需求。該產品作為光刻膠的核心成分，此前長期高度依賴進口，成為制約國內光刻膠產業發展的“卡脖子”環節。

2021年三峽實驗室成立以后，興福電子將這一市場需求反饋給實驗室，通過“企業出題、科研答題”的方式，委托實驗室開展科研攻關。此后，三峽實驗室依托自身科研平臺優勢，用了三年時間攻克該技術，并陸續完成了小試、中試，產品質量通過客戶認證。目前，三峽實驗室已與興福電子達成協議，推進該成果的產業化轉化。光刻膠用光引發劑的國產化替代，為國產芯片產業發展提供了重要支撐。

黑磷是實驗室另一項重磅科研成果。這種高附加值的新材料可替代進口硅材料，成為半導體工業的核心材料。早年間，興發集團就已洞察黑磷的市場潛力，率先與中國科學院深圳先進技術研究院聯合開展技術攻關。

“黑磷的用途十分廣泛，比如可作為新能源汽車電池的負極材料，替代傳統石墨烯。用其制成的電池充電10分鐘，就能支撐汽車續航600公里，可有效解決新能源汽車續航焦慮問題，將為汽車行業帶來革命性變化。”池汝安對支點財經記者說。

此前，受合成技術瓶頸制約，黑磷長期面臨制備規模小（單批次最高產量僅停留在克級）、市場價格高的難題，嚴重限制了其產業化應用。經過聯合攻關，三峽實驗室運用獨創的新型化學氣相傳輸技術，成功攻克傳統工藝因高溫高壓限制而無法實現大規模生產的技術難題，在全球首次實現單批次百公斤級規模化制備，正在向噸級規模努力。這一突破，讓興發集團的產品實現了從磷礦石時代“論噸賣”到高端黑磷產品“論克賣”的跨越式升級。

“技術突破前，國外同類黑磷產品每克售價高達萬元；我們攻克關鍵技術后，直接將生產成本降低了一半。” 三峽實驗室黑磷研發項目負責人汪建南進一步補充，“未來若能實現噸級規模化生產，產品價格還將進一步下降，屆時黑磷的大規模商業化應用就能真正落地。”

此外，三峽實驗室已實現了黑磷在改性貴金屬催化劑領域的應用突破，為工業化推廣奠定基礎。目前，黑磷金屬催化劑已應用于興發集團旗下興瑞公司的雙氧水工業制備流程，使氫效提升約20%。

在實驗室一樓室外，一片郁郁蔥蔥的蘆竹生長在特殊的“土壤”中。實驗室工作人員介紹，這片試驗田的土壤，正是磷石膏土壤化技術的應用成果。

“磷石膏處理是世界性難題。湖北作為化工產業大省，每年產生的磷石膏占全國總量的40%左右，如何安全消納成為行業痛點。”池汝安解釋道。實驗室在研發中創新提出“無害化、土壤化、生態化”的“三化”解決方案，通過磷石膏土壤化改良與生態化利用技術，將處理后的磷石膏轉化為達到一級園林種植土標準的土壤。這一技術不僅實現了磷石膏的低成本處理，更為其規模化消納提供了新路徑。

在有機硅材料領域，三峽實驗室同樣取得突破。在實驗室展廳中，記者注意到，一款皮革箱包格外醒目。池汝安介紹，該款箱包采用實驗室研發的有機硅合成革產品，物化性能及手感與國內外主流高端競品相當，成本卻顯著降低，為打開合成革市場提供了有力技術支撐。據悉，該產品目前已進入工業化批量生產階段。

光刻膠用光引發劑實驗室（三峽實驗室供圖）

仍需招引領軍人才，更多聚焦國家戰略需求

“三峽實驗室聚焦化工、半導體領域‘卡脖子’問題，研發的黑磷、光刻膠用光引發劑等成果，精準對接產業需求，成果轉化成效突出，其‘產學研融合’模式值得推廣”，湖北省科技廳相關負責人在接受支點財經記者采訪時表示，希望三峽實驗室繼續圍繞主攻方向開展科研工作，力爭產出更多更高質量突破性科技成果，更好支撐服務國家和全省重大戰略需求。

作為一家縣級國資企業，興發集團此前在人才招引方面面臨短板，相較于北京、上海、武漢等一線城市，宜昌對高端人才的吸引力相對有限。在池汝安看來，三峽實驗室的成立改變了這一局面：“實驗室為興發集團優化了人才結構，吸引了更多博士等高端人才落戶宜昌，為企業科研注入了強勁動力。”

三峽實驗室辦公室主任韓慶文對支點財經記者回憶：“實驗室成立前，興發集團的博士數量僅有個位數；如今，集團博士人數已突破70人。同時，實驗室的成立也提升了興發集團的軟實力，助力企業向高科技企業轉型。”

不過，池汝安也坦言，目前三峽實驗室在高端人才及領軍人才儲備上仍存在短板：“高端人才數量不足，我們特別期待海外留學人才及國內擁有重要學術頭銜的領軍人才加入，共同推動科研創新。”

韓慶文認為，除了引進高端人才，實驗室還需持續強化成果轉化能力，提升“自我造血”水平。他認為，提升“造血”能力可從兩方面入手：一是加強與行業企業的交流協作，積極承擔更多國家級、省級科研項目；二是依托實驗室的科研成果，通過設立種子基金、孵化創新團隊與科技企業等方式，形成“研發-轉化-反哺”的良性循環，助力實驗室可持續發展。

“三峽實驗室由興發集團牽頭組建，科研目標緊扣產業重大需求，顯著提升了成果轉化效率。”中南民族大學科技發展院院長張道洪教授在接受支點財經記者采訪中表示。

他認為，三峽實驗室與共建高校院所的科研潛力巨大，下一步應加強協同創新，尤其在解決國家重大戰略需求方面加大聯合攻關力度，形成創新合力，進一步拓展科技創新對產業的賦能范圍，打造立足華中、輻射全國的綠色化工創新高地。