“面向国民经济主战场”是新时代赋予中国科学院的使命。从基础研究、应用研究到产业化,中国科学院在打通科技创新价值链的道路上积极探索,逐步形成具有自身特色的科技成果转化机制和模式,为供给侧结构性改革提供有力的科技支撑。科技成果转化是实现科技创新美好力量的关键环节。青促会会员作为本土青年科学家,积极投身智能芯片、新能源、新材料、高端医疗器械、生态环保等关系国计民生的重要领域,传播硬科技精神、攻克多项技术难题,以实际行动勇担社会责任,以科技服务经济社会发展,推动科学与经济社会深度融合。主要代表性成果如下: 1:寒武纪——全球深度学习处理器芯片领域的先行者 由中国科学院计算技术研究所陈云霁(2012年会员、2016年优秀会员)、陈天石(2017年会员)及Inria的Olivier Temam教授共同率领团队在国际上开创了深度学习处理器体系结构研究方向,提出了国际首个深度学习处理器体系结构(曾获亚洲迄今仅有的两次计算机体系结构顶级会议最佳论文奖ASPLOS'14和MICRO'14),并推动其成为了国际计算机体系结构领域的研究热点之一。相关研究成果受到了全球5大洲、30个国家/地区、200余家研究机构(哈佛、斯坦福、麻省理工、谷歌、英伟达等),以及2位图灵奖得主、12位中美院士、120余位ACM/IEEE会士的跟踪引用。他们被Science杂志刊文评价为深度学习处理器基础研究的“开创性进展”、“先驱”和“引领者”,被图灵奖得主、深度学习开创者之一Y. Bengio编著的教科书《Deep Learning》收录。 在成果转化方面,陈天石(2017年会员)作为CEO创建了中国顶尖AI芯片公司寒武纪(Cambricon Technologies Corporation Limited),并已于2020年8月成功上市。寒武纪公司作为全球首个成功流片并拥有成熟产品的智能芯片公司,自2016年成立至今,已发布寒武纪1A、1H、1M、思元100、思元270、思元220、思元290等多款智能芯片产品,应用于智能终端IP,云端智能芯片以及边缘端智能芯片等领域。 2:深值光子基因 中科创星破藩篱发展硬科技 由中科院西安光学精密机械研究所米磊(2014年会员)创建的中科创星是中国首个专注于硬科技创业投资与孵化的专业平台,也是“硬科技”理念的缔造者和“硬科技”投资的先行者。 在缔造硬科技理念、传播硬科技精神方面,中科创星在科技成果转化实践过程中,提出“硬科技”理念,并始终坚信“科技创业是未来三十年中国发展的主旋律,科技创业者是中国未来三十年创业大潮的主力军”,只有帮助中国的科技创业者们成功,才能实现建设科技创新强国的目标。 在硬科技投资领域,中科创星从2013年发起成立了国内第一支专门针对硬科技的天使投资基金,到目前管理10支基金,总规模突破53亿元。截至2021年6月底,已投资孵化337家硬科技企业,累计实现投资超过41亿元。已协助驭势科技、九天微星、飞芯电子、中科微光、中科微精、鲲游光电、卓镭激光、奇芯光电、博动医学、无双医疗、深信生物、橙科微电子等一百余家企业实现后续融资。中科创星孵化服务旨在为硬科技企业提供有价值、有温度、被认可的投后服务,为企业解决在创业过程中遇到的各种经营管理问题。同时专注致力于为硬科技创业者做专项服务,通过综合服务来提升企业竞争力,为引导“硬科技创业者”向“企业家”成功转型而赋能。 在光子领域聚焦,中科创星搭建关键公共技术平台。为了培育硬科技,尤其是解决芯片创业难的问题,中科创星于2015年参与收购了专业生产LED芯片的Fab厂,将其厂区内19台MOCVD和2800多台设备进行改造,用以解决芯片初创公司初期没有钱投入重金买设备的问题。2016年,中科创星设立了国内首支专注于光电芯片领域的早期基金——陕西先导光电集成创投基金,总规模10亿元,主要投资在半导体产业链和消费光子、光子集成芯片和光电应用领域的科技企业。这种平台+基金的模式是在国内的一个创新,目前,该基金在光通信、光传感、光显示、光子制造和生物光子等方向投资项目近100个。 中科创星打造硬科技IP 输出硬科技理念,从2017-2021年,连续五届全球硬科技大会在陕西省西安市成功举行,包括国家部委、地方政府领导,诺贝尔奖得主、相关领域院士专家、科技企业领袖、知名投资人等数千人参加开幕式。 中科创星致力于打造以“研究机构+天使投资+创业平台+孵化服务”为一体的硬科技创业生态,为科技创业者提供专业、深度、全面的投资、孵化及融资解决方案。同时,探索科学普及与科学教育,积极承担社会责任,助力科技成果产业化,推动科学与社会深度融合。 3:高效能源存储与转化技术 助推能源结构转型 新能源技术的研发和应用是建立“清洁、低碳、安全、高效”能源体系,保障“碳达峰、碳中和”目标的重要支撑。青促会会员在电化学储能技术特别是液流电池储能技术、陶瓷燃料电池技术、煤制烯烃等方面获得了突破性进展。 大连化学物理研究所李先锋研究员(2011年会员,2015年优秀会员),10年来始终致力于电化学储能技术。在液流电池传导膜材料方面:提出不含离子交换基团“离子筛分传导”机理,开发出高性能、低成本的膜材料,突破了其制备技术和批量化生产技术,实现液流电池膜材料的国产化。在电堆设计集成技术方面:开发出新一代高功率密度电堆设计集成技术,实现了高功率密度、大功率、低成本电堆的规模化制造,基于上述自主研发的关键材料和电堆等关键技术,与大连融科储能合作实现技术转化,目前正在实施全球规模最大的200 MW/800 MWh全钒液流电池储能调峰电站国家示范项目,全面推动了全钒液流电池产业化进程。在液流电池的可持续发展方面:发展了面向分布式能源的低成本、高能量密度锌基液流电池储能技术,突破了锌基液流电池关键材料和电堆制造技术,集成出国内首套5 kW、10 kW级锌溴单液流电池和10 kW级碱性锌铁液流电池储能系统并成功示范应用。研究成果“10 kW级碱性锌铁液流电池储能示范系统”入选中国科学院2020年第4季度科技成果转移转化亮点工作。 除液流电池储能技术以外,以稀土材料为固体电解质与电极催化剂的陶瓷燃料电池在分布式发电、移动式电力、氢储能、二氧化碳捕获等方面均具有重要且广泛的应用。宁波材料所官万兵研究员(2011年会员,2015年优秀会员),在陶瓷膜燃料电池领域组建了一支由材料、化工、机械等跨学科组成的团队,历经15年的坚持,攻克了陶瓷膜燃料电池与电堆核心技术,2019年12月完成了技术转移转化,获得融资1850万,技术转移转化经费1000万。 大连化学物理研究所潘秀莲研究员(2012年会员,2016年优秀会员),长期致力于纳米限域催化概念和能源催化转化基础及应用探索。其团队取得的主要成果:基于碳纳米管,构建了金属@碳管限域催化新体系,提出“狭义孔道限域效应”催化新概念,为创制碳基催化新材料和调控催化性能提供了新思路,相关工作发表在Nature Materials等杂志;提出氧化物-分子筛双功能(OXZEO®)催化剂设计概念,使合成气转化过程中CO活化和中间体C-C偶联两个关键步骤解耦,从科学原理上突破了困扰传统费托合成技术近百年的产物选择性ASF极限,在国际上开创了合成气直接制低碳烯烃新过程,相关工作发表在Science等杂志,该成果被誉为“开创煤制烯烃新捷径”,入选2016年度中国科学十大进展。进一步拓展形成合成气转化制系列高值化学品和燃料OXZEO®的新技术平台。在应用探索方面,与刘中民院士领导的应用研究团队及企业合作完成合成气直接制低碳烯烃OXZEO®-TO新过程千吨级工业性试验,通过技术成果鉴定,工艺流程短、节水节能,引领国际同类技术发展的新方向。 4:环境治理新材料 推进美丽中国建设 环境治理新材料及环境净化技术是推动我国生态文明建设,实现中华民族永续发展的重要技术支撑。青促会会员在高性能水处理膜材料及产业化,自来水厂大型膜法提标改造,市政、工业废水零排放及回用等方面获得了突破性进展。 宁波材料所刘富(2014年会员,2018年优秀会员)及其研究团队,聚焦研究含氟聚合物微孔膜的结构调控、表界面功能化及水处理工程应用。系统提出了“化学相转化”策略调控聚合物微孔膜表/界面功能,实现超亲水聚偏氟乙烯中空纤维干膜的产业化及其工程应用,成功开发长效超亲水聚合物中空纤维膜关键制备技术,并实现转移转化,目前已实现500万平米/年中空纤维膜及组件的规模化生产。广泛应用于市政污水、工业废水及自来水提标改造。一体化超亲水、抗污染聚偏氟乙烯中空纤维膜集成系统实现高寒地区及湿热地区的准四类水达标排放;抗污型中空纤维膜应用于印染、煤化工等高污染水排放行业,中水回用达到50%以上;超亲水中空纤维膜应用于宁波桃源自来水厂50万吨/天(全国最大)的超滤膜法提标改造项目,供水人口150万。成功替代国外(日本三菱、住友)同类产品,打破其在高端中空纤维膜领域的技术垄断。累计直接经济效益超过6亿元,利税超过6000万元,累计支撑大型膜法深度水处理工程120万吨/天,回用水节省1.4亿吨/年的自来水,带动间接经济效益超过35亿元。相关成果获得中国专利优秀奖、宁波市发明专利金奖、宁波市科技进步一等奖等。 过程工程研究所赵赫(2014年会员,2018年优秀会员)、宁朋歌(2016年会员)、徐文青(2017年会员)面向制约我国工业可持续发展的污染减排实际需求与瓶颈,创新工业污染跨介质转化-分离共性规律与调控方法,突破工业特征污染物转化与分离耦合、烧结烟气选择性循环、离子形态差异化萃取等系列关键技术,研制出钢铁、煤化工、焦化、有色等行业深度脱酚/氰药剂、复合多元萃取剂等商业化系列产品获《北京市新技术新产品(服务)认定》和“环境友好型技术产品(中国环境科学学会)”;技术成功推广应用于钢铁、煤化工、焦化和有色等行业10余项废水处理工程和10套烟气综合治理工程(包括国内外首套、国内行业最大规模),实现废水处理总规模合计7.6万吨/天,总氰化物减排1202吨/年,废气减排超过400亿m3/年,累计回收焦油75万吨,减排苯并芘3.2吨,惠及行业产值超过50亿元/年;技术成果获得国家自然科学奖二等奖1项、国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项,入选国家“十二五”科技成果成就展和国家重大水专项标志性成果。 5:碳库储量及碳汇估算 践行中国碳达峰与碳中和战略 中国的碳达峰与碳中和战略,不仅是全球气候治理、保护地球家园、构建人类命运共同体的重大需求,是中国高质量发展、生态文明建设和生态环境综合治理的内在需求,是面向可持续发展的重大机遇。近年来,青促会多位会员积极开展相关研究,在陆地生态系统碳固碳和水泥生命周期碳汇方面取得了重要成果。 2018年,PNAS上以专辑形式发表了我国生态系统固碳项目系列重要研究成果,来自院内6个研究所7位会员的研究工作发表在该专辑中。其中,华南植物园会员唐旭利(2012年会员)等的研究阐明了国家尺度上森林、草地、灌丛碳密度随气候变化的空间格局,证明中国陆地生态系统尚具有较大的固碳潜力,为中国乃至全球碳动态模型参数化和校验提供了精细的生态系统碳密度数据,为环境外交谈判的碳收支估算提供了第一手数据。 生态环境研究中心会员逯非(2013年会员、2017年优秀会员)和伍星(2018年会员)、刘秀萍(2014年会员)、张克荣(2018年会员)、薛萐(2013年会员)等揭示了2000-2010年我国6项重大生态工程实施对生态系统碳储量和固碳能力提升的重要作用,证明了我国在人为通过陆地生态系统固碳抵消化石燃料燃烧排放方面做出的卓越贡献,也表明了我国在积极参与全球环境治理、落实CO2减排承诺方面所采取的重要举措。这些研究成果为评估生态系统对未来环境变化的响应提供了基本数据,为推动我国通过生态增汇推进“碳中和”提供重要依据,得到人民日报、新华社、光明日报等多家中央媒体报导。 沈阳应用生态研究所郗凤明(2016年会员、2020年优秀会员)和王娇月(2020年会员)等在水泥材料碳化的碳吸收方面取得重要发现。他们的研究表明水泥材料在使用过程中,不断吸收外界的二氧化碳是重要的碳汇,对全球碳循环有重要影响,为全球碳失汇问题研究提供了新的视角。该研究首次构建了水泥材料二氧化碳吸收核算方法,研究发现中国2013年水泥碳吸收量占中国自身碳排放总量的5%,1930年累计至2013年的中国水泥碳吸收量占中国2013年排放总量的50%以上,将对全球和国家碳排放基准值产生重要影响。这个碳汇的量化对全球碳循环研究具有重要的科学意义。
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