编者按

在昨天召开的上海市科技奖励大会上，市委书记韩正强调，创新是引领发展的第一动力，我们的科技工作要聚焦经济社会发展主战场，形成创新驱动发展的不竭动力。这次获奖的287项成果中，绝大部分项目都为国计民生做出了卓越的贡献。从今天起，本报将开设“追踪上海科技奖”栏目，向读者介绍这些成果，以及它们诞生发展的背后的故事，从而传递出科技创新所需要的那种着眼大局、锲而不舍、精益求精的精神。

整整8年时间，973首席科学家、华东理工大学卢冠忠教授带领着他的团队就在研究一件事——如何实现柴油车的尾气净化。今年，他们的成果“柴油车尾气净化关键技术及应用”获得了上海市技术发明一等奖。

目前，他们的成果市场占有率已经超过了50%，已为北京、上海等42个大中城市的公交车配套，覆盖率达到85%。该项目的核心技术SCR催化剂已出口韩国，近3年新增销售额达11.8亿元。

他们的成果之所以获得如此巨大的成功，是因为他们在科研的过程中永远都以应用为导向，并且不断通过跨学科的联合，获得成果的创新。而这正是华东理工大学多年来坚持的科研方向，这种面向社会经济、面向生产一线的科研组织理念，使这所大学近年来在上海乃至国家科技奖评选中亮点频现，在本次上海科技奖评选中，获得1个自然科学一等奖、2个技术发明一等奖，在上海高校中位列翘楚。

寻找处理尾气的无毒催化材料

机动车尾气是造成大气污染的重要因素。国家环保部2013年机动车防治污染年报数据显示，在机动车尾气造成的大气污染物中，68.2%的氧化氮和几乎所有的颗粒物都是由柴油车产生。

长期从事催化新材料研究的卢冠忠早在10多年前就开始思考柴油车尾气的净化问题。“柴油车尾气中的污染物有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物。”卢冠忠说：“柴油车的尾气净化技术一直不能令人满意，目前公认效果最好的尾气净化材料，不仅价格非常昂贵，而且不能高效地同时处理多种污染物，本身甚至还有毒。”

从2003年开始，卢冠忠带领着团队埋首研究。直到2012年前后，他们终于发明了针对不同污染物的高性能催化剂，将污染物各个击破——SCR瞄准氮氧化物，DOC主要对付一氧化碳和碳氢化合物，DPF和CDPF是催化型颗粒物捕集器，它们负责抓捕颗粒物。

与普通的催化剂相比，这一催化剂减少了有毒贵金属钒的使用量，增强了催化剂在低温条件下的活跃性。它不仅降低了成本，还避免了二次污染，性能甚至还优于进口催化剂。

跨学科合作提高催化剂效率

虽然找到了能够清除4种污染物的催化剂，但如何提高催化剂的效率？卢冠忠团队发明了大尺寸整体式催化剂制备技术和高性能的SCR尿素喷射技术。通过这两项化学工程制备技术，制成的DPF、CDPF催化型颗粒物捕集器使得尾气净化设备成为一个蜂巢状的“死亡迷宫”，将颗粒物牢牢锁定，燃烧殆尽才能通过。

大尺寸整体式催化剂制备技术包括整体式催化剂和多孔载体的制备。多孔载体就是蜂巢状的“迷宫”。而大尺寸整体式催化剂制备指的是将催化剂均匀涂覆在陶瓷载体上。传统方法涂层不均匀、能耗高、生产效率低，而且产品的合格率低。卢教授团队发明了“真空涂覆-真空抽提”的高精度涂覆技术，涂覆误差控制在3%以内。再加上常温植皮和热风加湿干燥技术，使催化剂制备的生产能耗降低40%，产品合格率提高10%-20%，生产效率提高约40%。

SCR消灭氮氧化物的原理是用氨气还原氮氧化物，生成无害的氮气和水。氨气从何而来？来自尿素的热分解。因此，尿素喷射的精度和稳定性对SCR催化剂的性能有直接影响。这就是第三个“撒手锏”——高性能的SCR尿素喷射技术，包括高精度、高可靠性尿素喷射控制技术和尿素喷射系统的优化设计。

这项发明涉及电路控制与反馈、机械设计等领域。通过一系列设置，卢冠忠团队使尿素的喷射精度提高了1倍，满足国五标准。同时，尿素喷雾的平均直径小于30微米（国外为40微米以上），解决了尿素易结晶的难题，使氨气泄漏控制在10个单位以内，达到了国际先进水平。

建立标定体系，突破国外封锁

催化剂要用在柴油车上，并非统一规格就能使用。“我们国家幅员辽阔，柴油机车在青藏高原缺氧的环境和东北高寒、南方高热地区都要用，而且不同型号的发动机也需要不一样的尾气处理系统，所以我们要有整机匹配技术。”卢冠忠告诉记者，过去虽然中国是柴油车的使用大国，但国外进口的整机技术对中国一直是封锁的。

为此，他们在合作厂家的帮助下，做了发动机台架标定实验和“三高”（高原、高寒和高热）实验，建立了整套柴油机和整车的标定匹配技术规范和标定体系。他们完成的故障智能化诊断与整机匹配技术突破了国外供应商在标定技术上的封锁。这也对技术实现产业化具有决定意义。

至此，该项目在“柴油机尾气净化催化剂-控制管理系统-催化转化器-整车标定与应用”上，形成了具有自主知识产权的整套技术和产业链，目前已获授权发明专利20项(其中美国发明专利1项)、实用新型专利10项，还形成了8项行业标准。

内燃机工业协会评价该项目“完成了我国柴油机排气后处理SCR系统完整产业链，填补了内燃机后处理行业的空白”。机械工业联合会认为这个项目“可满足国四、国五柴油机排放标准，总体处于国际先进水平”。上柴、玉柴、潍柴等用户认为产品“主要技术指标达到国外同类产品水平”。

文汇报记者 姜澎 通讯员 卞慧