北大先锋牵头承担的国家重点研发计划项目“高原VPSA制氧”通过首年评审

2025年4月，由北大先锋牵头的“揭榜挂帅”项目“高原碱土基VPSA制氧吸附剂及装备开发”通过首年验收评估。该项目属于国家“高端功能与智能材料”重点专项。

国家重点研发计划是目前我国最高级别的研发项目，主要聚焦国民经济与社会发展重大公益性研究，以及影响产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的重大科学技术问题，以突破经济社会发展的关键技术瓶颈。每个重点专项覆盖全创新链条，最终目标是实现基础研究突破和应用成果转化。

为加强重大创新成果的实际应用，中国科技部于2021年首次在“十四五”国家重点研发计划中设立“揭榜挂帅”项目。这些项目突出最终用户作用，聚焦国家战略急需、应用导向明确、最终用户清晰的关键研究任务。

2023年3月，科技部发布“高端功能与智能材料”领域的“揭榜挂帅”项目榜单，针对我国高原地区极端环境，研究低能耗、低成本、高可靠性的供氧解决方案，以解决适应高海拔条件的真空变压吸附（VPSA）制氧设备及系统难题。

北大先锋是国内最早从事VPSA和PSA制氧技术研发的企业之一，曾承担高原地区多个中大型VPSA工业制氧项目。由于高海拔地区空气稀薄、含氧量低，VPSA制氧设备在单位能耗、产品氧气纯度和流量等关键性能指标上的达成难度远高于低海拔地区。

本重点项目将聚焦我国高原地区极端环境下的供氧需求，旨在开发基于碱土金属的高性价比高能效制氧吸附剂材料，揭示吸附剂在极端条件下的长期稳定运行机制，研究动态可调、高效节能的 VPSA酸素生成 工艺，并开发适用于高海拔环境的VPSA制氧系统，最终实现示范应用。这要求研究团队对VPSA制氧工艺的核心技术挑战有深刻理解，以进一步探索碱土金属基吸附剂的效能。

北大先锋为青藏高原某金属冶炼厂建设的大型VPSA制氧装置

项目榜单发布后，科技部高技术研究发展中心组织了“高原碱土基VPSA制氧吸附剂及装备开发”项目的公开申报、专家评审和现场答辩。北大先锋总经理、项目负责人唐伟先生出席答辩会。他的汇报涵盖了高原地区VPSA制氧项目的背景与研究目标、研究内容、关键创新点与技术路线、预期成果与效益、研究团队的优势与基础、任务分工与项目进度安排，以及组织管理与风险分析。

慎重な評価を経て、2023年11月に科学技術省は北大首創をプロジェクトの主導機関に選定した。本プロジェクトは青海大学、チベット大学、清華大学山西クリーンエネルギー研究院、北京化工大学、北京高新華康科技有限公司、河北天辰新材料科技有限公司と共同で実施され、「低コスト・高効率アルカリ土類金属酸素生成吸着剤の開発と大規模生産」「高原条件下での吸着剤安定性能と高効率VPSA酸素生成プロセスのメカニズム」「高原VPSA酸素生成装置のモジュール統合とシステム制御戦略」「高標高地域における酸素生成実証ユニットの性能評価とデジタルインテリジェント運用・保守」にわたる応用指向の実証研究を行う。

高原VPSA酸素生成研究開発プロジェクトの実施期間は3年間である。現地検査、エンドユーザー評価、第三者評価を経て、実際の応用シナリオで実施され、エンドユーザーの関与を重視し、実用的な成果に基づいて成功を判断する。2023年度国家重点研究開発プログラム「高機能・インテリジェント材料」イニシアチブの重要な構成要素として、北大首創が主導する本プロジェクトは、中国のガス分離産業の中核競争力を強化し、全体的な革新能力を高め、高標高・酸素不足環境における酸素供給プロセスの応用モデルを提供する。本プロジェクトは、より低コストの酸素供給を実現し、生活環境を改善し、主要な公共福祉イニシアチブを支援することを目指している。

北大首創が自社開発した吸着剤、専門的なガス分離装置設計、インテリジェント制御システムは、世界中の産業ユーザーの信頼を獲得している。世界をリードするサプライヤーとして VPSAおよびPSA ガス分離技術において、北大首創は製鋼、非鉄冶金、ガラス・繊維ガラス生産、製紙、化学処理など多様な産業用途向けに、酸素、水素、一酸化炭素生成システムを500セット以上提供してきた。また、VPSA酸素生成とPSA CO精製技術において、複数の国家レベルのブレークスルーを達成している。技術とプロジェクト実施の両面で先導し、北大首創は今後も国家戦略目標に貢献し、先進的なガス分離ソリューションを通じて持続可能な産業発展を促進する。