文/李东升
一个令人无奈的现状是,在很多时候,不是由于上述核心器件本身,而是由于缺乏合适的低温制冷系统才阻碍了这些行业的大规模实用化。
低温制冷,这个领域的名字很普通,但它的内涵和外延却都和我们通常的理解大相径庭。根据1971年在美国华盛顿召开的第14届国际制冷大会的约定, 只有-153℃(或120 K)以下的温度才属于低温制冷的研究范畴。如此苛刻的“极寒”温度,预示着它所服务的行业一般都具有十分前沿和重要的科技属性。
事实上也的确如此。在低温制冷领域,有三个业内公认的世界性难题,即超大制冷量(同时保持超高制冷效率)、极低温(趋近绝对零度)、极低干扰(同时保持超长工作寿命),它们正分别对应实用超导行业中的大型超导磁体、量子科技行业中的超导量子芯片、红外光电行业中的极高灵敏探测器的制冷需求。一个令人无奈的现状是,在很多时候,不是由于上述核心器件本身,而是由于缺乏合适的低温制冷系统才阻碍了这些行业的大规模实用化。在我国,针对上述世界性难题,更是由于技术难度高、历史积累薄弱,还一直缺乏很好的应对方案,长期以来主要依赖进口国外产品来解决,以至于对我国相关行业的独立自主发展形成巨大障碍。近年来,随着上述三大行业的快速发展以及国际竞争态势的日趋复杂,对相关低温制冷系统的国产化和产业化提出了越来越迫切的要求。上海铂钺制冷科技有限公司(以下简称“铂钺科技”)正是在上述时代背景下应运而生。
铂钺科技成立于2018年2月,当时创始人党海政还在中国科学院上海技术物理研究所担任教授。通过与上述三大行业产业链的上下游合作,他深刻了解到行业的痛点与国家的需求,怀着报效国家的满腔热情,毅然成立了产业化公司,决心突破低温制冷技术瓶颈,服务于国家迫切的需求。
一、直面世界难题,交出中国答卷
前述低温制冷领域的三大世界性难题,并非纯粹的科学难题,而是具有重大实用意义和迫切应用需求的难题。
首先在实用超导行业。目前被誉为“工业血液”的化石燃料不仅带来了严重污染,还面临着不可再生和逐渐枯竭的问题。核能被普遍视为一种理想的替代能源,但较为成熟的裂变能源存在原料匮乏、有潜在安全隐患等问题,且其能量输出不足。而核能的另一分支聚变能原料分布极广,且安全性更好,能量巨大。40余年来一直在建设的国际热核聚变能装置(ITER)就是力图实现聚变能的实用化,但建设中也暴露出诸多问题,其一就是成本居高不下(已投入200亿美元),用于冷却其低温超导磁体的制冷系统成本就占到总投资的1/4。近年来随着高温超导磁体技术的突破,较小规模的紧凑型可控核聚变装置(仅需约100亿元人民币)成为可能,但是在总成本极其有限的情况下,就需要制冷机具有极高的制冷效率。以脉冲管制冷机为代表的第三代低温制冷机具有高制冷效率的天然优势,但是通常其制冷量仅有几瓦量级,在铂钺科技团队取得突破之前,千瓦级制冷量的第三代低温制冷技术仅为美国掌握。铂钺科技在国内率先推出了千瓦级制冷能力机型,并已在中国南方电网等高温超导电力项目中得到应用验证,为保障我国紧凑型可控核聚变装置制冷系统的独立自主奠定了关键基础。
其次在量子科技行业。量子科学与技术被誉为本世纪最激动人心的科技革命之一。实用化的量子计算机一旦研制成功,现有的基于常规RSA加密原理的密码系统将面临瓦解,这对于国防和经济安全都是重大课题,对于像新药研发、精确天气预报、重大疑难病根治等也具有深远意义。作为国家战略,我国在量子科技领域曾具有领先优势,但美国和欧洲在基础研究取得阶段性成果后,迅速以强大的工业部门(如IBM、谷歌等)接手并强力推进,已有后来居上趋势,其中的一大关键是全产业链的综合实力竞争。以目前量子计算中最具希望的技术路线之一超导量子计算机的发展为例,它不但需要解决量子芯片的研制、量子比特的操控等核心问题,还要解决极低温制冷等基本工作环境问题。其工作温度常低至绝对零度之上的千分之一量级,这对于低温制冷领域本身就是世界级的挑战,需要厚积薄发的长期积累。党海政基于对本行业国际竞争态势的高度敏感,在公司成立之初,当国际采购渠道畅通而国内研究还很难获得支持时,就毅然制订了完全独立自主的全链条技术发展路线,并义无反顾地坚持筚路蓝缕的艰难开拓,从而在全技术链、大制冷量无液氦稀释制冷机研制方面取得关键突破,成功打破国外垄断和技术封锁,为我国量子计算所需极低温制冷系统的独立自主打下了实实在在的基础。
铂钺科技创始人党海政
再次在红外光电行业。目前出现了如深空探测、天文观测、太空望远镜这些新课题,又提出了极低温和极长寿命的新需求,带来了新时代的世界级新难题,而相关技术更是国外封锁的重点。铂钺科技团队把前述关键进展发展为星地两用技术,正为该领域的新应用贡献力量。
于是铂钺科技便在党海政的带领下,在低温制冷领域,面对国家重大需求和国民经济迫切需要,直面世界难题,突破国际封锁和产品禁运,交出了中国答卷。
二、开拓“顶天”研究,践行“立地”事业
作为铂钺科技的创始人,党海政先生不但是公司董事长、首席科学家,同时还担任着研究所的教授、博士生导师,以及低温制冷领域权威期刊《Cryogenics》编委、美国低温学会终身会员,还曾是两届国际制冷大会(ICR)的低温系统分会场主席。对于多重身份,党海政笑称并不是想当一个时髦的“斜杠青年”,而是要做“顶天立地”事业。
党海政于2004年2月博士毕业于中国科学院研究生院,自2006年4月起先后在瑞士日内瓦欧洲核子研究中心和德国亥姆霍兹联合会卡尔斯鲁厄研究中心从事低温科学研究,具有非常深厚的科研背景与丰富的国际经验。他深知,科学的突破不仅需要扎实的理论基础,更需要在实践中不断解决技术难题,推动产业化进程。因此,铂钺科技的成立,不仅是党海政实现科技报国梦想的起点,也是他将前沿科技与产业化紧密结合的突破口。
在党海政的领导下,铂钺科技坚持自主创新,推动着低温制冷技术的快速发展。公司不仅在科研上取得了一系列技术突破,也在产业化方面迈出了坚实的步伐。铂钺科技的每一个产品、每一项技术进展,都离不开他对行业痛点的精准把握和对未来科技发展的远见。
公司积极响应国家关于自主创新、技术独立的号召,致力于攻克低温制冷领域的世界性难题,填补国内技术空白。通过与各大行业的紧密合作,铂钺科技不断推动低温制冷技术的应用,不仅在科研领域取得了显著成就,也在产业化道路上迈出了坚实步伐,为国家科技创新和经济发展贡献了重要力量。
铂钺科技- 典型产品1-面向大型超导磁体冷却应用的单台千瓦级制冷量高频脉冲管制冷机
铂钺科技- 典型产品2- 面向超导量子计算机芯片冷却应用的国产化全技术链大制冷量型mK 温区稀释制冷机
生产车间
三、走向国际舞台,展现中国力量
随着技术不断突破,铂钺科技不仅在国内市场上站稳了脚跟,而且逐渐向国际市场扩展。在面对全球低温制冷技术的竞争时,铂钺科技凭借其在高制冷效率、大制冷量以及全技术链自主研发等方面的突出优势,赢得了国际认可,铂钺科技的技术已经俨然成为全球领先的解决方案之一。目前铂钺科技已与多家国内外知名科研机构和企业建立了长期合作关系,推动国际化合作,提升了中国在低温制冷领域的科技话语权。在未来,铂钺科技计划进一步加大研发投入,扩展国际市场,力争在全球低温制冷领域占据一席之地。
铂钺科技- 典型产品3- 星地两用型1K 温区复合制冷机
站在新的历史起点,铂钺科技将继续秉持“科技报国”的初心,紧跟国家发展步伐,聚焦低温制冷技术领域的自主创新。公司将继续推动技术突破,加强与国内外科研机构和产业链上下游的合作,助力我国在量子科技、超导技术、能源储存等领域实现自主可控的技术创新与产业化发展。
铂钺科技将以更加开放的姿态,迎接全球低温制冷技术领域的新机遇,不断提升技术实力,推动我国低温制冷领域在国际上的影响力与竞争力。党海政带领的铂钺科技团队,也将继续以“顶天立地”的精神,书写属于中国的低温制冷新篇章!
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编辑:刘 彬