當你在黃梅天抱怨家里潮濕時，

鋰電池工廠里正上演著一場“濕度戰爭”

——空氣中哪怕一絲多余的水分，

都可能讓價值不菲的電池報廢。

上海交通大學代彥軍教授團隊研發的“低露點固體吸附高效除濕技術”，就像給這些精密工廠裝上了“超級除濕器”，能把空氣干燥到沙漠濕度千分之一的程度，不僅打破了國外壟斷，更讓我國鋰電池、航空航天等關鍵行業用上了“中國造”的核心設備。

比沙漠還干的空氣

是怎么“造”出來的？

“這項技術的主要應用背景是需要干燥空氣的工廠，像半導體、鋰電池等行業，固體電池的生產過程需要空氣含水量極低，否則的話產品良率和性能會明顯下降，或者說將來的使用壽命會較快衰減，那么這個露點要達到-60℃，通俗來說就是一種極端干燥的空氣，所以對除濕有很大的挑戰。”代彥軍教授這樣解釋低露點固體吸附高效除濕關鍵技術的特別之處。

在寧德時代的鋰電車間，這項技術每天都在創造“干燥奇跡”。這里的空氣露點被控制在-20℃以下——而-60℃露點下濕度意味著每公斤空氣中的水分不到0.01克，此時沙漠環境的濕度已經是它的1000倍。這樣極致的干燥，靠傳統空調根本做不到，過去只能依賴瑞典、美國、日本等國家的進口除濕設備，不僅價格昂貴，還無法擺脫對外技術依賴。

此外，目前低露點除濕技術常用的除濕轉輪與高壓吸附塔還存在吸附材料固化差、深度除濕能力弱、系統運行能耗高等突出難題，且核心技術長期被國外壟斷。

如何突破這些“卡脖子”的技術瓶頸？

代彥軍告訴記者，他們在分子篩等材料基礎上“加料”，嵌入鹵素鹽增強吸濕能力，并進一步開發了靜電噴涂加溶膠凝膠沉積的“特殊工藝”，把材料牢牢固定在陶瓷或金屬基材上。整個過程花了10年，前后嘗試了幾十種材料，才解決了這一領域“材料易脫落、性能衰減快”等世界性難題。

更巧妙的是“控溫魔法”。就像人運動時會發熱，材料吸濕也會產生熱量，導致溫度升高，影響除濕效果。團隊給系統加了“中間冷卻”裝置，就像給除濕設備裝了“散熱器”，讓它一邊高效吸水，一邊“降溫退燒”。這項創新使得相同除濕量下兩級除濕轉輪再生溫度比單級轉輪低30℃以上，再生能耗顯著降低，令除濕能效提高約70%。

該成果轉化應用于鋰電生產工藝除濕，累計運行設備超10000臺。“這個技術就是直擊痛點——提高能效、節省成本，像鋰電池40%的生產工藝用電都是用于除濕，某大型鋰電生產車間用了我們這項技術后，一年能省幾百萬電費。”

從“跟跑”到“領跑”

科研路上的“十年磨一劍”

“20年前做環保空調探索時，我就覺得除濕技術大有可為。”代彥軍的科研初心，源于對“不用氟利昂的綠色空調”的探索。那時沒人想到，這項“小眾研究”會在今天成為新能源產業的“剛需”。

近年來，國內鋰電產業爆發式增長，但除濕核心設備曾100%依賴進口。“寧德時代的供應商找到我們時，說進口設備相比國產設備足足貴了一倍以上。”在這樣的背景下，代彥軍團隊創新地提出了一種變溫變壓集成式深度除濕技術，通過對熱量、濕度和壓力的綜合調控，結合各除濕環節流程創新與溫度壓力優化，在滿足出口空氣露點要求的同時，成功擺脫了傳統低露點除濕技術對高溫和高壓的依賴。

該技術可滿足鋰電生產工序、航空航天實驗環境等對濕度的多樣化需求，除濕能力強，調節靈活，出口露點可低至-70℃，吸附壓力從3-5bar降低到低于2bar，總能耗降低55%以上。如今，他們的技術及相關產品已占據國內鋰電行業53%的市場份額，打破了國內這一領域的技術空白。

上海交通大學趙耀博士跟著代彥軍做了16年科研，最難忘的是攻克涂覆工藝的日子。“材料今天粘得牢，明天可能就掉了，反復失敗時，老師從不說‘你怎么又做錯了’，只說‘再試試換個思路’，始終保持著耐心。”這種包容的氛圍，讓團隊熬過失利的低谷。如今，趙耀成了技術轉化的核心力量，團隊里先后走出十幾位博士，有的進入中科院繼續科研，有的把技術帶到華為等企業做更多拓展應用。

“科研不能關起門來做。”代彥軍除了求實創新，也非常注重國際合作，他們曾和日本大金合作，獲對方授予“技術合作金獎”，代彥軍還與德國斯圖加特大學、新加坡國立大學的教授就高效吸附除濕技術開展長期交流合作。

一項技術

如何改變我們的未來？

在某航天風洞實驗室里，這套技術正為航天器模擬“太空干燥環境”；在新加坡濱海灣花園，它用余熱驅動除濕和再生循環，為人們保證了一年四季的舒適；未來，它或許還會出現在你家的地下室——雖然現在開發的家用除濕產品價格是普通除濕機的兩倍，但團隊正努力降低成本。

目前，這套技術已經顯著拓展了固體吸附除濕的傳統應用場景，有力推動了除濕原理、工藝及裝備發展，在可持續發展戰略的引領下助力節能減碳，產生了重大的社會與經濟效益。

“不能止步于此，我們還有很多可以提升的空間，比如海上風電的風力發電機里，潮濕環境很容易導致金屬腐蝕和電路短路，我們的技術是不是能派上用場；化工制藥的精密反應，使用這種‘定制干燥空氣’是不是能更高效節能；以后遇到黃梅天，我們居民的家里再也不用擔心除濕效果，這些課題都可以再進一步深入。”

在代彥軍眼里，技術的邊界還在不斷拓展。他們正嘗試把太陽能和除濕系統結合，“以后用陽光就能驅動，更環保”；還計劃引入AI技術，在篩選材料等方面加快速度，讓系統像“智能管家”一樣自動調節濕度。

這項獲得2024年度上海市技術發明獎一等獎的成果，早已不只是實驗室里的一個研究。近三年，它創造了29.5億元的直接經濟效益，更讓我國在低露點除濕領域從“跟跑者”變成“規則制定者”，代彥軍透露，他們團隊目前正參與編寫新的工業除濕機國家標準，未來還即將出版除濕領域專著。

來源 | 新聞晨報 記者 王麗芳

編輯 | 吳繁

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