近日，以学院陆小华教授为首席科学家，由全国5所高校、2个中科院研究所参与的973项目“生物甲烷系统中若干过程高效转化的基础研究”课题验收会议，在我校顺利召开。
        科研部部长管国锋教授主持了开幕式，党委书记芮鸿岩教授致欢迎辞。项目咨询专家清华大学曹竹安教授、南开大学朱坦教授、北京化工大学陈标华教授及中科院山西煤化所毕继诚研究员，同行专家华东理工大学胡英院士、刘洪来教授、中科院广东能源所赵黛青研究员、西安交通大学冯霄教授、瑞典吕勒奥工业大学吉晓燕教授、南京工业大学金万勤教授和邢卫红教授等专家，江苏省科技厅郦雅芳处长、来自全国的项目参与者、我校职能部门、材料化学工程国家重点实验室的部分研究人员和学生代表应邀出席了会议。
        我国沼气工程长期入不敷出，极度依赖于政府补贴。此现象背后一个很重要原因是其物质转化和能量有效利用的科学问题尚未被揭示，如何变“政府输血”为“自己造血”，亟需凝练出科学问题并解决之，是本973项目核心目标。正如习总书记指出的，加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化，关系6亿多农村居民生产生活环境，关系农村能源革命，关系能不能不断改善土壤地力、治理好农业面源污染，是一件利国利民利长远的大好事。
        专家组认为，在欧阳平凯院士大力倡导和陆小华首席科学家的带领下，本项目针对生物甲烷过程中产气速率低、甲烷浓度低、能耗高的“两低一高”难题，采用化工视野审视生物甲烷问题，通过各合作单位5年共同努力，另辟蹊径，从热力学基础研究出发，在化工界面传递新理论、纳微尺度新材料和系统优化方法介入下，创新性地研究了生物甲烷系统若干过程——反应、分离、系统中物质转化和能量利用的极限及高效转化机制，形成了一批高水平重大成果，为我国生物甲烷产业跨越式发展奠定了理论基础和关键技术支撑。
        本项目创新地从界面传递的非平衡热力学入手，提出解决过程速率与效率博弈的新思路。围绕“多菌群体系多相界面的传递机制”、“生物甲烷过程的反应-分离耦合机制”及“生物甲烷系统的结构剖析和优化”这三个关键科学问题做出了突出成果。1）提出由常规的耗酸产甲烷途径改为强化耗氢产甲烷的新思路，同时利用宏基因组和宏转录组技术重建了沼气发酵系统中微生物的代谢网络，证明了低劣生物质沼气发酵系统中耗氢产甲烷新路线的高效性，通过新材料调控和高温发酵将沼气产气速率提高6倍；2）为降低过程能耗，开发了有别于欧洲大温差（>25℃）的适合我国气候特点的低温差（<10 ℃）高效换热技术；针对沼气提纯，提出了表征材料性质的“吸附度”的概念，建立了全面材料筛选评价方法；3）从系统工程角度出发，通过构建生物甲烷发酵、热化学、分离材料和沼液沼渣数据库，提出了“绿色度”的概念，为科学评价生物甲烷过程提供了科学依据。
        专家们还一致认为，本项目相关基础研究成果为颠覆性技术的推广应用做出了重要贡献。1）基于对菌群基因组的认识而复配驯化出的高温厌氧发酵菌剂，在无须改造发酵设备的情况下，就可以使秸秆沼气工程容积产气率由原有的0.5~0.6 m³/m³·d提高到1.5m³/m³·d以上，克服了德国等先进国家采用“两段法”耗乙酸产甲烷工艺导致的工艺复杂、设备投资大等缺点；2）项目团队开发出了针对高粘性流体、低温差，且无结垢、无堵塞的高效沼液换热器，有效回收了沼液中低品质热源。此高温厌氧发酵菌剂和新型换热器已在南京工业大学300 m³高温厌氧发酵中试系统中成功验证，其产甲烷能耗降低20%。胡英院士高度肯定了这一贡献，认为其有利于直接创造经济效益。
        吉晓燕教授介绍了本项目与瑞典高校和企业的合作情况，她说本项目五年间从概念提出到最后的工程实现，这种高速的发展令瑞典合作方惊叹不已。陈标华教授、朱坦教授和赵黛青研究员充分肯定了本项目基于中国国情所作出的努力，争取中国生物甲烷领域在国际上占领自己的一席之地。金万勤教授、邢卫红教授和冯霄教授也指出，本项目在理论、技术、集成等方面的创新有望使中国生物甲烷技术从最初的“跟跑”到“并跑”，甚至在某些领域在国际上实现“领跑”。曹竹安教授和毕继诚研究员进一步指出，此项目不仅完成了生物甲烷过程高效转化这一重大需求的基础研究，而且培养了一支具有合作精神和创新精神的优秀科研团队，认为本项目能够在这5年时间里取得系列突出成果，是各课题科学技术人员互动、交流、合作的结果。
        项目首席科学家陆小华教授感谢各位专家给出的宝贵意见，他进一步指出，项目研究成果拓宽了传统热力学的理论框架，并在技术与示范方面取得重要进展，为我国发展生物甲烷奠定了理论基础，提供关键技术支撑。陆小华教授对参与项目的年轻的科学技术人员寄予厚望，希望在此项目的锻炼下，新生代科研力量能够以解决国家重大需求、推进可持续发展战略为己任，使中国生物甲烷水平在国际上实现“领跑”！