環(huán)顧四周，從廣告牌到指示標，從手電筒到太陽能路燈，從家居照明到汽車照明……不經(jīng)意間，我們的工作與生活已經(jīng)被LED照明團團包圍。
LED照明堪稱是繼白熾燈、熒光燈之后照明光源領域的又一次革命，被公認為是最具發(fā)展前景的高效照明產(chǎn)業(yè)。然而，在很長一段時間里，交流LED照明設備的頻閃問題一直困擾著全世界的LED生產(chǎn)商。
針對這一世界級難題，中國科學院長春應用化學研究所（簡稱長春應化所）張洪杰院士、李成宇研究員率領的團隊經(jīng)過近6年的不懈探索和開拓，研發(fā)出一種以稀土發(fā)光材料為核心的全新交流LED技術，使我國成為世界上唯一能夠利用稀土發(fā)光材料生產(chǎn)低頻閃交流LED產(chǎn)品的國家。
突破LED照明技術瓶頸
LED照明即發(fā)光二極管照明，是一種半導體固體發(fā)光器件。由于LED照明具有節(jié)約能源、安全環(huán)保、使用壽命長、響應速度快、發(fā)光效率高且指向性強等諸多優(yōu)勢，因而被認為發(fā)展前景無限。
但這并不意味著LED照明“毫無破綻”。當前全球大部分LED照明廠商生產(chǎn)的都是直流LED照明設備，在工作時必須要經(jīng)交、直流電源轉換，這就導致了能耗大、散熱差、成本高。
“因此，開發(fā)可直接使用交流電驅動的新型LED照明產(chǎn)品是造福百姓、推進LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求。”長春應化所研究員、稀土資源利用國家重點實驗室副主任李成宇表示。
但利用交流電直接驅動LED照明卻存在一個問題，這也是當前全球研發(fā)交流LED的廠商都無法突破的瓶頸——交流LED照明設備的頻閃問題。已有研究表明，頻閃可能導致人體的諸多不良反應，包括頭痛和眼疲勞、光敏性癲癇病等；工業(yè)場景下的頻閃還可能造成生產(chǎn)效率低下甚至引發(fā)工傷事故。
為了解決頻閃這個世界級難題，2008年，張洪杰院士、李成宇團隊攜手四川新力光源有限公司，開始合作進行新型交流LED照明技術的研發(fā)。聯(lián)合研究團隊歷時近6年時間，最終研發(fā)出以長余輝發(fā)光材料為核心的國際領先的全新交流LED技術。
技術創(chuàng)新領跑全球
2013年6月，由10名中科院院士組成的鑒定組來到位于成都的新力光源，對全新交流LED技術進行了鑒定。鑒定組一致認為，該項目在稀土發(fā)光材料和全球半導體照明技術領域取得了重大突破，原創(chuàng)性稀土發(fā)光材料有效解決了國際一直未能攻破的交流LED照明設備的頻閃問題，實現(xiàn)了從基礎研究到產(chǎn)業(yè)化的跨越，達到國際領先水平。
“我們的技術產(chǎn)品電路簡單、成本低、散熱好、能效高，可提高壽命1倍以上，能耗和成本分別降低15%和20%以上。”對于這項獨創(chuàng)技術，李成宇的自信溢于言表。
在人們最關注的節(jié)能降耗方面，這項新技術的表現(xiàn)十分搶眼：它比一般節(jié)能燈節(jié)電50%，能耗只有傳統(tǒng)白熾燈的1/8~1/10。打個比方，假如目前成都市全部采用的是一般節(jié)能燈，那么換成交流技術的LED照明設備后，現(xiàn)有的耗電量足足可以點亮兩個成都！
此外，相對于目前市面上在售的節(jié)能燈和白熾燈均采用了重金屬成分，新一代交流LED照明設備采用的則是稀土熒光粉和半導體電子元器件，不僅對人體無害而且易于回收處理。
長春應化所的這項突破性新技術一經(jīng)問世，立刻引發(fā)了業(yè)內(nèi)的廣泛關注。目前，技術已獲得4項中國發(fā)明專利授權，3項PCT（專利合作協(xié)定）國際專利已獲得日本、美國、歐盟、韓國和俄羅斯等多國授權；已通過我國相關認證以及美國UL、歐洲CE等認證。2013年，該成果更一舉斬獲英國工程技術學會“能源創(chuàng)新”和“建筑環(huán)境”兩項提名獎。
其實，類似這樣的創(chuàng)新案例在長春應化所這支優(yōu)秀團隊身上不勝枚舉。例如，為了打破國際上磷光熱圖對風洞模型表面熱流測量技術的壟斷，張洪杰、李成宇團隊經(jīng)過5年努力，成功研發(fā)出測量范圍寬、測量成本低、數(shù)據(jù)采集量大的高精度、高靈敏度、高穩(wěn)定性稀土溫度敏感發(fā)光材料。
在此基礎上，長春應化所協(xié)同中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高聲速空氣動力研究所，利用以稀土溫敏發(fā)光材料為核心的磷光熱圖技術，在φ0.6米激波風洞順利完成某型號飛行器的風洞測熱試驗，得到了不同狀態(tài)下模型表面的大面積熱流分布特征，這也成為國內(nèi)稀土發(fā)光材料應用于國防領域的首個成功案例。
深度合作書寫經(jīng)典
新型交流LED技術產(chǎn)品從問世到量產(chǎn)，從輻射全國到走向世界，兩家企業(yè)在其中發(fā)揮了不可替代的重要作用。
位于成都高新西區(qū)的新力光源是稀土發(fā)光材料和LED照明產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)商和綜合解決方案提供商，同時也是長春應化所的“最佳拍檔”之一。交流LED技術就是張洪杰、李成宇團隊與新力光源一同攻關的成果。
得益于長春應化所十年如一日的鼎力技術支持，新力光源的科技創(chuàng)新能力得到迅速提升，所生產(chǎn)的照明設備因節(jié)能效率出眾且對電網(wǎng)穩(wěn)定性保護程度高，得到了包括國家科技部、國家大劇院、上海世博會、深圳地鐵、成都地鐵等在內(nèi)的眾多機構及大型商場和酒店的認可。
“從2006年雙方接觸至今，已經(jīng)走過了10多年，我們之間的合作一直非常愉快。”談及與新力光源的合作，李成宇告訴我們。
在李成宇看來，之所以能與企業(yè)長期保持良好的合作關系，除了研究所要懷揣過硬的獨家技術與產(chǎn)品外，還要與企業(yè)“交心”，深入企業(yè)幫助他們解決發(fā)展中存在的實際問題，在互幫互助中實現(xiàn)互利共贏。
長春應化所也確實在這樣踐行著自己的承諾。2006年，當新力光源剛在長余輝稀土發(fā)光材料銷售方面取得一定成績時，日本一家知名高科技跨國集團公司突然“發(fā)難”，起訴新力光源的稀土發(fā)光材料侵犯了他們的專利權。
自主發(fā)明的材料遭到惡意“碰瓷”，這讓新力光源和長春應化所的研究人員感到不解。雖然對方來者不善且來頭不小，但新力光源依舊選擇短兵相接，毫不妥協(xié)。長春應化所也迅速組建起一支智囊團，為新力光源提供所需的技術建議。
訴訟期間，這家日本企業(yè)曾專門來到長春，希望長春應化所團隊能夠撤回對新力光源的技術支持。對此，長春應化所團隊給出了“一切以中國知識產(chǎn)權局決定為準”的堅定回復。2008年9月，在經(jīng)過兩年半多的拉鋸戰(zhàn)后，最終這家跨國公司申請的專利被宣告無效。
長春應化所在此次危機中表現(xiàn)出的專業(yè)、客觀、公正與誠信被企業(yè)看在眼里，更記在心里。2013年9月,中科光電（長春）股份有限公司成立，在發(fā)起公司的名單中，除了中科院長春應用化學科技總公司及其他3家公司外，新力光源的名字也赫然在列，足以說明企業(yè)對長春應化所的充分信任。
中科光電則是長春應化所科技成果轉化的又一典型案例。在成立之初，中科光電就將目標聚焦于稀土發(fā)光和LED照明新光源產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，致力于為全球提供優(yōu)秀的照明解決方案，通過快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，推動國民經(jīng)濟實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色發(fā)展。
2014年，中科光電在長春高新區(qū)投產(chǎn)，當年銷售收入就達到2389萬元，2016年更是突破3687萬元。更值得一提的是，中科院長春應用化學科技總公司在中科光電的發(fā)展過程中起到了重要的推動作用：不僅對中科光電的發(fā)展戰(zhàn)略、生產(chǎn)經(jīng)營積極提出意見建議，更在其出現(xiàn)資金緊缺問題時挺身而出，及時注資2000萬元用于中科光電的建設及運營。
目前中科光電已確定了“基于東北地域特點，依托中科院研發(fā)力量，打造集團寒地照明、先進農(nóng)業(yè)照明和車用照明的研發(fā)中心和生產(chǎn)基地”的戰(zhàn)略定位，開發(fā)出的路燈、隧道燈、工礦燈、高桿燈、筒燈、射燈、日光燈、球泡燈、面板燈等9大系列產(chǎn)品，取得了顯著的經(jīng)濟效益。
這項誕生在長春的中國獨創(chuàng)LED照明技術，正逐漸“照亮”整個世界�！�