توليد الأكسجين على الهضاب بتقنية VPSA من مشاريع البحث والتطوير الرئيسية الوطنية (NKPs)، بقيادة PKU PIONEER، يجتاز المراجعة السنوية الأولى

في أبريل 2025، مشروع بعنوان "تطوير مادة مازة و معدات لتوليد الأكسجين بتقنية VPSA تعتمد على الفلزات القلوية الترابية على الهضاب"، بقيادة PKU Pioneer، اجتاز تقييم القبول للسنة الأولى كمشروع "كشف القائمة وتولي زمام المبادرة" ضمن برنامج البحث والتطوير الرئيسي الوطني الصيني في فئة "المواد الوظيفية المتطورة والذكية".

برامج البحث والتطوير الرئيسية الوطنية هي حاليًا أعلى مبادرة بحث وتطوير في الصين. تركز بشكل أساسي على مشاريع البحث ذات المصلحة العامة الرئيسية التي تعتبر حاسمة للاقتصاد الوطني وسبل عيش الناس، بالإضافة إلى التحديات العلمية والتكنولوجية الرئيسية التي تؤثر على القدرة التنافسية الأساسية للصناعة، وقدرات الابتكار الذاتي الشاملة، والأمن القومي لاختراق الاختناقات التكنولوجية في المجالات الرئيسية للتنمية الاقتصادية والاجتماعية. تم تصميم كل مشروع رئيسي لتغطية سلسلة الابتكار بأكملها، بهدف نهائي هو تحقيق كل من الاكتشافات الأساسية الرائدة والنتائج العملية الموجهة للتطبيق.

لتعزيز التطبيق العملي لنتائج الابتكار الرئيسية، أنشأت وزارة العلوم والتكنولوجيا الصينية، لأول مرة في عام 2021، مشاريع "كشف القائمة وتولي زمام المبادرة" ضمن برنامج البحث والتطوير الرئيسي الوطني للخطة الخمسية الرابعة عشرة. لإبراز دور المستخدمين النهائيين، تركز هذه المشاريع على مهام البحث الرئيسية التي تحتاجها الاستراتيجيات الوطنية بشكل عاجل، ولها توجهات تطبيقية واضحة، ولديها مستخدمين نهائيين واضحين.

في مارس 2023، أصدرت الوزارة قائمة مشاريع "كشف القائمة وتولي زمام المبادرة" للمواد الوظيفية المتطورة والذكية، مستهدفة حلول إمداد الأكسجين منخفضة الطاقة وفعالة من حيث التكلفة وموثوقة للغاية للبيئات القاسية في مناطق الهضاب الصينية لمواجهة التحديات المتعلقة بمعدات وأنظمة توليد الأكسجين بالامتصاص بالتناوب تحت الضغط الفراغي المتكيفة مع الظروف عالية الارتفاع.

PKU Pioneer هي واحدة من أوائل الشركات في الصين العاملة في مجال البحث والتطوير لتقنية توليد الأكسجين VPSA و PSA. لقد قامت بالعديد من مشاريع توليد الأكسجين الصناعي VPSA متوسطة وكبيرة الحجم في مناطق الهضاب. نظرًا لانخفاض كثافة الهواء وانخفاض محتوى الأكسجين في المناطق عالية الارتفاع، فإن تحقيق مؤشرات الأداء الرئيسية مثل استهلاك الطاقة النوعي، ونقاء غاز الأكسجين المنتج، ومعدل التدفق لمعدات الأكسجين VPSA يمثل تحديًا أكبر بكثير مما هو عليه في مناطق الأراضي المنخفضة.

سيركز هذا المشروع الرئيسي على تلبية متطلبات الأكسجين في البيئات القاسية لمناطق الهضاب الصينية. يهدف إلى تطوير مواد ماصة للأكسجين فعالة من حيث التكلفة تعتمد على الفلزات القلوية الترابية، وكشف آليات التشغيل المستقرة طويلة الأجل للمواد الماصة في الظروف القاسية، ودراسة عمليات عالية الكفاءة قابلة للتعديل ديناميكيًا، أنظمة توليد الأكسجين بالامتزاز بالضغط المتأرجح الفراغي (VPSA) وتطوير نظام توليد أكسجين VPSA مناسب للبيئات عالية الارتفاع لتحقيق تطبيقات توضيحية في نهاية المطاف. يتطلب ذلك من فريق البحث فهمًا عميقًا للتحديات التقنية الأساسية لعمليات توليد الأكسجين VPSA من أجل استكشاف فعالية المواد الماصة القائمة على الفلزات القلوية الترابية بشكل أكبر.

مصنع أكسجين VPSA واسع النطاق أنشأته شركة PKU Pioneer لشركة صهر معادن على هضبة تشينغهاي-التبت

بعد إطلاق قائمة المشاريع، نظم مركز البحث والتطوير للتكنولوجيا العالية بوزارة العلوم والتكنولوجيا طلبات التقديم المفتوحة والمراجعة الخبيرة والدفاعات الميدانية لمشروع "تطوير مادة ماصة للأكسجين من نوع VPSA قاعدية أرضية ومعداتها على الهضبة". قدم السيد تانغ وي، المدير العام لشركة PKU Pioneer وقائد المشروع، عرضًا في اجتماع الدفاع. غطى عرضه خلفية وأهداف البحث لمشروع توليد الأكسجين VPSA لمناطق الهضبة، ومحتوى البحث، والابتكارات الرئيسية والمناهج التقنية، والنتائج والفوائد المتوقعة، ونقاط القوة وأسس فريق البحث، وتقسيم المهام والجدول الزمني للمشروع، بالإضافة إلى الإدارة التنظيمية وتحليل المخاطر.

بعد تقييم دقيق، في نوفمبر 2023، اختارت وزارة العلوم والتكنولوجيا شركة PKU Pioneer كمنظمة رائدة للمشروع. يتم تنفيذ المشروع بالاشتراك مع جامعة تشينغهاي، وجامعة التبت، ومعهد تسينغهوا شانشي للطاقة النظيفة، وجامعة بكين للتكنولوجيا الكيميائية، وشركة بكين جاوشين هواكانغ للتكنولوجيا المحدودة، وشركة خبي تيانتشن للمواد الجديدة للتكنولوجيا المحدودة، لإجراء أبحاث توضيحية تطبيقية عبر "تطوير وإنتاج واسع النطاق لمواد ماصة للأكسجين معدنية أرضية قلوية منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة"، و"آلية أداء المادة الماصة المستقرة وعمليات إنتاج الأكسجين VPSA الفعالة تحت ظروف الهضبة"، و"التكامل المعياري واستراتيجيات التحكم النظامية لمعدات توليد الأكسجين VPSA على الهضبة"، و"تقييم الأداء والتشغيل والصيانة الرقمية الذكية لوحدات توليد الأكسجين التوضيحية في المناطق المرتفعة".

تبلغ مدة تنفيذ مشروع البحث والتطوير لتوليد الأكسجين VPSA على الهضبة 3 سنوات. سيخضع لعمليات تفتيش ميدانية، وتقييمات من المستخدمين النهائيين وتقييمات طرف ثالث، وسيتم تنفيذه في سيناريوهات تطبيقية حقيقية، مع تركيز قوي على مشاركة المستخدم النهائي لتحديد النجاح بناءً على النتائج العملية. كعنصر رئيسي في مبادرة "المواد الوظيفية والذكية عالية الجودة" للبرنامج الوطني الرئيسي للبحث والتطوير لعام 2023، سيعزز المشروع بقيادة PKU Pioneer القدرة التنافسية الأساسية لصناعة فصل الغاز في الصين، ويقوي قدرات الابتكار الشاملة، ويوفر نموذجًا تطبيقيًا لعمليات إمداد الأكسجين في البيئات المرتفعة التي تعاني من نقص الأكسجين. يهدف المشروع إلى توفير إمداد أكسجين بتكلفة أقل، وتحسين الظروف المعيشية، ودعم المبادرات العامة الكبرى.

المواد الماصة ذاتية التطوير لشركة PKU Pioneer، وتصميم معدات فصل الغاز المتخصصة ونظام التحكم الذكي حازت على ثقة المستخدمين الصناعيين في جميع أنحاء العالم. كمورد رائد عالمي في VPSA وPSA الخاصة بنا يمكن تطبيقها على تصنيع بطاريات الليثيوم من خلال توفير غاز الأكسجين كغاز وقائي لإنتاج أقطاب الليثيوم، وهو أكثر فعالية في تقليل معدل فقدان الليثيوم مقارنة بـ N2. في عام 2021، اعتمدت شركة CATL، الشركة الرائدة في الصين في تصنيع بطاريات الطاقة الجديدة، معدات توليد الأكسجين VPSA الخاصة بنا لتزويد غاز الأكسجين الواقي، وهي أول حالة لتطبيق تقنية توليد الأكسجين VPSA في صناعة بطاريات الليثيوم أيون في الصين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لأنظمة تقنيات فصل الغاز، قدمت PKU Pioneer أكثر من 500 مجموعة كاملة من أنظمة توليد الأكسجين والهيدروجين وأول أكسيد الكربون لتطبيقات صناعية متنوعة، بما في ذلك صناعة الصلب، والمعادن غير الحديدية، وإنتاج الزجاج والألياف الزجاجية، وصناعة الورق، والمعالجة الكيميائية، إلخ. حققت PKU Pioneer أيضًا اختراقات وطنية متعددة في تقنيات توليد الأكسجين VPSA وتنقية CO PSA. وبريادتها في كل من التكنولوجيا وتنفيذ المشاريع، ستواصل PKU Pioneer المساهمة في الأهداف الاستراتيجية الوطنية وتعزيز التنمية الصناعية المستدامة من خلال حلول فصل الغاز المتقدمة.