您所在的位置: 成果库 光伏自驱纳米催化杀菌除尘一体空气净化器成果转化及产业化项目

光伏自驱纳米催化杀菌除尘一体空气净化器成果转化及产业化项目

成果类型:: 发明专利,实用新型专利

发布时间: 2023-10-26 10:50:30

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”生态环境产业科技服务团| 张中华 | 2023-11-15 13:48:27
1.项目目标产品:光伏自驱动光热电一体化除尘杀菌器是一款创新型的产品,集成了光伏、纳米、催化杀菌和静电除尘技术,旨在提供高效、环保的除尘和杀菌解决方案。该设备采用先进的光伏技术,自主驱动并产生电力,无需外接电源,极大地降低了能源消耗和运行成本。通过铋(bi)系纳米材料的催化作用与静电协同,该设备能够高效地分解空气中的污染物,包括灰尘、有害气体和细菌等。同时,光热电一体化设计使得设备能够利用太阳能进行光催化反应,光热电协同反应,进一步增强除尘和杀菌效果。不仅能够实现卓越的除尘效果,还能有效地杀灭空气中的细菌,提高室内空气质量,创造一个清洁、健康的生活环境。 2.应用领域:光伏自驱动光热电一体化除尘杀菌设备具有出色的性能和可靠性,该产品的应用领域广泛,包括但不限于以下几个方面:1)灾后或紧急救援的医疗场所;2)需要低碳节能的洁净场所;3)洁净度要求高工业和生产场所。
核心技术和创新性:项目的技术核心包括光伏发电技术、光催化技术和静电除尘技术。创新性分别在三个方面: 1)光伏自驱催化杀菌静电除尘一体化:光伏光热协同与光催化杀菌结合,对太阳能资源进行全光谱利用,实现对有害气体和病菌的光灭杀,同时静电除尘技术通过静电力吸附和捕捉微细颗粒物,防止其再次释放到空气中。这三项关键技术的结合,使得光伏自驱动光热电一体化除尘杀菌器具有高效除尘和净化空气、低能耗的能力。 2)高效新型的铋系催化剂:与二氧化钛相比,Bi系催化剂在可见光范围内具有较高的吸收能力,能够利用更广泛的太阳光谱进行光催化反应,同时Bi系催化剂具有高光电子转移效率、较高的比表面积和丰富的活性位点,这有助于提高光催化反应的反应速率和反应活性。 3)高效降解低能耗:核心在于通过新型的光催化和静电除尘的协同作用,能高效去除空气中的各种污染物,同时将光伏发电技术嵌入到系统中,可以满足降低能耗和改善室内环境的双重需求。

后疫情时期,各行各业对除尘除菌需求增加,目前我国湿式静电除尘器行业市场需求正在快速增加。根据市场调研数据显示,2019年湿式静电除尘器行业市场总规模已达到115.6亿元,预计到2025年将达到185.4亿元,有广阔的发展空间。针对不同用户特殊需求,产品种类日益增多,本项目光伏驱动纳米杀菌除尘净化空气器,主要目标客户为医疗、实验室、半导体生产等高能耗的洁净场所,以及对居家办公场所空气质量有要求较高的客户。

医疗机构、实验室、半导体生产等高能耗洁净场所对空气质量有较高的要求,常规的空气净化设备难以彻底去除微细颗粒物和有害气体,无法满足客户要求。传统的除尘设备(如过滤器)在高效净化方面有局限性,部分设备的能耗较高,运营费用居高不下,客户使用成本高,使用设备动机不足。随着国家环境政策的改变以及潜在变化趋势,用户需要改变产品的能源消耗方式,使碳排放减少。因此除了核心功能和经济成本以外对产品绿色附加值有更高的需求。光伏自驱动光热电一体化除尘杀菌器的项目解决了上述痛点。

本产品采用了团队前期研究成果太阳光的光热协同催化灭菌技术,该技术的主要灭菌机制在于有效耦合了热灭菌和光催化自由基灭菌两种机制,能够相互协同和相互补充。相比同类单一灭菌机制的产品,本产品能够大幅扩展灭菌种类,对于已有文献报道空气病菌种类,均能达到良好的灭菌率。此外,光催化过程中生成的自由基对于空气中的甲醛等有害气体,也能起到良好的氧化降解效果。综上,本产品相比同类产品,能够更高效更全面的去除空气中的细菌和有害气体,更能达到医疗、实验室等专业场景下的灭菌需求,满足主要目标客户的较高核心诉求。产品采用了光伏驱动作为能源,解决了传统设备能耗高的问题,降低了客户的运营成本,提高了本产品竞争力。同时本产品响应了国家双碳的号召,具有较高的绿色环保度,该绿色附加价值也能传递给客户,提高客户的绿色形象。除此之外产品降低了自身光催化材料的成本,降低了本产品生产成本,使产品可以在保持合理利润的前提下,以相对交低的价格占有市场。

技术发明人、CEO、联合创始人、CTO等核心团队成员由光伏应用领域和光催化领域、项目管理及应用投资的科研人员组成,主持了包括科技部重点研发课题、自然基金、四川省科技厅、成都市科技局10余项与本项目相关的国家级、省市级科研项目,项目经费超5百万,已在相关领域发表了近百篇学术论文,申请并授权相关专利 6 项。与本项目紧密契合,具体情况如下。 本团队依托四川省科技部国际合作研究基地、四川大学的天府实验室、教育部重点实验室和 教育部产学研基地、四川大学分析测试中心等,拥有完备的产品研究所需的实验设备及硬件条件。合作团队已建立了光伏自驱动光热电一体化除尘杀菌器实验平台,并且具备光伏测试和催化实验所需设备。通过实时监测、实验测试探究系统各部件的性能。通过对辐射数据、电能数据、降解数据等进行监测记录得到各性能参数。并对多种理化因素进行分析。

社会效益:光伏自驱动光热电一体化除尘杀菌器可以有效去除空气中的颗粒物和有害气体,净化室内空气质量,为人们提供更加健康舒适的生活环境。通过减少室内污染物对人体的危害,该产品有助于减少呼吸道疾病、过敏反应等相关健康问题的发生。同时,该设备的低噪音运行和能耗较低的特点也有助于提升居民生活质量。

 经济效益:推广光伏自驱动光热电一体化除尘杀菌器有望刺激相关产业链的发展,例如光催化剂生产、设备制造、销售和服务。这将促进创造就业机会和提升产业链中参与者的收入水平。同时,光伏驱动的设计可以利用太阳能充电,减少了电力消耗和运行成本,降低了室内空气净化的费用。

 环境效益:光伏自驱动光热电一体化除尘杀菌器的应用可以大幅度减少室内空气中的污染物排放,包括颗粒物、二氧化碳和挥发性有机物等。这有助于改善室内空气质量,减少污染对人体健康的影响。此外,该设备的光伏驱动意味着使用可再生能源,减少对传统能源消耗的需求,减少温室气体的排放,具有环保优势。

本产品盈利主要来源为新产品的租售以及客户旧设备的改造升级服务。产品的主要目标客户群体为需要高能耗洁净场所的各类企事业单位,如医疗机构、实验室和半导体生产厂商等。通过项目本身所在的四川大学作为平台,在学校所属各类实验室及附属大型医院为产品切入市场的入口,在各类行业学会协会活动重点推介,先期打开省内专业场所市场,后期考虑各类高洁净需求工厂和省外市场,逐步扩大市场范围,稳步提高市场占有率。

产品盈利方式多样,既可为各类新建实验室、医院直接提供新产品,也可为已有除尘设备场所提供旧设备升级改造服务,当然其中也包括了设备安装、调试、维护和升级等。

1) 项目生产及销售计划:

按照市场调查行业数据,初期投资500万,项目预期建设年产值为5000万的设备厂一座,雇佣人员20-40人,人工费用6K-8K,办理各类生产许可证。

通过前期对市场进行调研决定,产品首期计划以旧设备改造升级服务为重,主要生产核心部件。旧设备升级改造对客户相对资金需求小,而该类场所已安装除尘设备较多,潜在市场较大。

设备的租售及改造服务,均以直销方式进行,无需铺设实体店铺,仅需在新设备售价定价为3999/台,单台设备设计洁净约为150m2的空间(建筑层高在3.5米以内),当场所建筑物层高高于3.5米时,单台设备洁净面积适当减小。初装设备安装、调试包含在售价中,后期提供免费设备安维护和升级服务,但需收取零件及耗材费用。客户设备升级改造服务费初步按1500/台收费,另外收取材料费用。

2) 盈利能力预测:

根据市场调查,项目初期投如上文所述,包括建设成本和营业成本。建设成本主要为厂房和设备投资500万。营业成本为包括生产成本、研发成本、和销售成本、管理成本、财务成本等费用。成本中已经考虑国家对光伏相关产业的税收优惠。

项目收入主要考虑:旧设备升级服务费1000/台;旧设备升级材料费500/台;新设备销售3999/台;设备维护材料费300/台。各类业务数量在孵化期和发展期也根据市场情况进行合理预测。具体见预期营业收入表和预期成本费用表

根据以上财务预测可知,本项目公司的预期现金流量周转状况良好。当市场开拓一定规模后,营业收入和总资产周转率出现质的提升。预计公司营运状况将不断改善。另外,因公司前期在低盈利时投入大量人、财、物,故现金流量净额将不断增长,后期市场得到开拓、渠道建立后将较快增长。