Cleanit® EC背后的团队
专利背后

深入挖掘金属粉末的净化功能

Höganäs公司内部的一个小团队采用了一种未被充分利用的技术——电凝法,通过探索如何利用金属粉末提升该技术的应用,最终研发出Cleanit® EC产品,从而开创了一种新型工业废水净化方法。

“刚加入Höganäs时,我甚至不知道有粉末金属这种东西存在”,马登·坦度卡尔(Madan Tandukar)坦承道,他和凯尔·昂格尔(Kyle Unger)以及保罗·恩德勒(Paul Endler)一起研发了获得专利的Cleanit EC技术。 “不过,在研究利用粉末金属处理废水的过程中,我们不得不考虑尝试各种方法。”

在无数次查阅文献、初步研究以及广泛阅读相关材料后,马登(Madan)无意中发现了电凝法——虽然在之前的研究中他便知道该方法的存在,但并没有给予太多关注。 “电凝法已经发明了数十年,应用潜力相当好,”马登(Madan)回忆道。 “但是,从历史数据上看,把该方法用于水处理在经济效益方面并不是特别可行,因为这种方法耗电量特别高。”

然而,在对Höganäs的粉末以及生产工艺有了深入了解后,马登(Madan)和他的团队开始有了新的想法:在电凝法中,替换传统的金属片,用金属粉末来制造电极。 “一开始,我只是把松散的粉末灌注到很小的塑料容器里,然后把这些容器当作电极——只是为了进行概念验证,”马登(Madan)说。 “然后它们就成了我们的原型,可以用来完成实际工作。 接下来,我们把原型送到了Höganäs质检实验室,在那里我们把一些金属粉末压成电极棒。”

很快,相关试点工作就在巴西和美国展开。但是最初的结果不够理想,并未达到预期。 不过,通过不断的设计优化和工艺改良,三人小团队最终使该技术达到了既能高效净化,又能降低能耗的目标。

“很显然,只有不断坚持,才能最后成功,”凯尔·昂格尔(Kyle Unger)说。 “我们最初的设计比预想中消耗的电力要多得多,而工作效率也不佳。 但是在若干次试验之后,我们做到了在设计电池时既可以完成预定工作,耗电量又大大降低。”

当时这种新型粉末金属电极还有其他一些不足,需要该团队进一步改进。 比如,和传统电极相比,这种电极很难生产出更大尺寸来。 该团队的解决方案是:设计一款可容纳多个电极的电池,这些电极和单个电极的作用相同,通过这种方式解决了尺寸差异问题。 这一设计不仅提升了电极寿命,同时还让电池更易维护——在该技术的可用性方面,这是两个关键指标。

“在实现低能耗的同时,我们并不想牺牲其他方面的性能指标,比如增加服务和维护的成本,”保罗·恩德勒(Paul Endler)说。 “为此,我们这边做了大量的工程技术改进,确保与传统电极相比,我们的粉末金属电极具有同样的工作寿命。”

2013年,我们提交了专利申请。到2015年,最终产品被命名为Cleanit EC,并达到了可以上市销售的标准。 最终,我们推出了一款新产品,该产品可以从废水中分离高浓度的污染物,效率远超市面上的其他系统。 除此之外,相比竞争产品,该产品具有更好的成本效益,资本支出和运营成本更低。

“通过推出新型金属粉末电极,我们让电凝法这种传统技术重新入市,再次焕发了青春,”马登(Madan)说。 “同时,与以往相比,现在的技术更高效、更经济、也更具可持续性。”