“脫硫系統(tǒng)、重整和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、提純和壓縮儲存系統(tǒng),三大模塊運行正常,達到指標(biāo)要求。”日前,一款小型分布式制氫裝置原型機由江蘇大學(xué)研發(fā)成功。研發(fā)負責(zé)人、江蘇大學(xué)新材料研究院副研究員龐勝利介紹,該裝置轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品后就像個移動的集裝箱,哪里需要制氫,只要把原料管插上,一鍵啟動就可以生產(chǎn)純氫,實現(xiàn)氫氣的即產(chǎn)即用。
龐勝利(左二)團隊正在做實驗。 受訪者供圖
“小型分布式制氫技術(shù)有著很好的市場應(yīng)用前景和價格競爭力。”這是龐勝利從合作企業(yè)那里獲得的信息。這幾年他一直在做一件事——企業(yè)需要什么技術(shù),他就去做好相應(yīng)的技術(shù)儲備。
無心插柳
固體氧化物燃料電池和制氫儲能科學(xué)技術(shù),是龐勝利的研究方向。
3年前,一家企業(yè)找到他,委托開發(fā)高溫燃料電池電堆。項目第一筆到賬經(jīng)費30萬元,龐勝利帶著團隊花了40多萬元、9個月時間達成了項目的技術(shù)目標(biāo)。
為什么要自掏腰包多花錢?龐勝利說,“當(dāng)時的心態(tài)就是要把事情做好,這樣才能有后續(xù)的合作和發(fā)展。”在企業(yè)辦公室,當(dāng)龐勝利把9個月的具體花銷和成果拿出來時,負責(zé)人當(dāng)即追加了第二筆150萬元的經(jīng)費。
“要解決問題,飄著、浮著不行,腦子里要整天想著怎么設(shè)計、怎么優(yōu)化,要穿著白大褂天天在實驗室耗著。只要堅持,結(jié)果慢慢就出來了。”歷時兩年多,在第一個合作項目順利結(jié)項的時候,基于信任,企業(yè)又向龐勝利拋出了橄欖枝——“能不能做分布式制氫?”
2022年3月23日,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》,定義了氫能的戰(zhàn)略定位:氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體,氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。
“一公斤氫氣35元左右,其中運輸成本就要8元到10元。”龐勝利通過調(diào)研了解到,盡管我國規(guī)?;茪浼夹g(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟,但是由于沒有成熟、可靠的氫氣運輸技術(shù),存在成本高、運輸量少的問題,而且大小規(guī)模制氫技術(shù)有著不同的技術(shù)路線,不能簡單復(fù)制。因此,市場急需一種小型分布式制氫技術(shù),實現(xiàn)氫氣的即產(chǎn)即用,為氫氣應(yīng)用端提供價格低廉的氫氣。
“這雖然不是我的研究專長,但是我認為難度不大。”龐勝利之所以有足夠的信心解決這一問題,正是因為他知道小型分布式制氫技術(shù)最關(guān)鍵的是靠催化劑,而在前期研發(fā)高溫燃料電池電堆的時候,他們攻克的恰恰就是催化劑難題。
惠人達己
從今年初接受任務(wù)到現(xiàn)在的這多半年時間里,龐勝利帶著博士生、碩士生重點做了催化劑開發(fā)、技術(shù)重整、裝置研發(fā)這3件事。
龐勝利解釋,小型制氫設(shè)備在常壓下運行,體積小,相對于規(guī)模化高壓運行的制氫催化劑,小型制氫催化劑要有更高的催化活性和工作穩(wěn)定性。在一次次優(yōu)化配方后,團隊開發(fā)的催化劑制氫活性是目前規(guī)模化制氫催化劑活性的3倍以上。
催化劑在實驗室完成,技術(shù)和裝置在企業(yè)完成。每周,龐勝利都要去企業(yè)兩三趟,和工程師一道完成原型機的組裝工作。
“和企業(yè)打交道,重點是要能實實在在滿足企業(yè)的需求。”龐勝利認為,企業(yè)對市場最為敏感,知道市場需要什么,也想嘗試各種新技術(shù)。作為高校工作者,要學(xué)會站在企業(yè)的角度考慮問題,真正走進企業(yè)看一看、聽一聽。
“其實企業(yè)的需求很多都是實實在在的,比如開發(fā)一個新產(chǎn)品、進一步了解產(chǎn)品的性能或者優(yōu)化一個產(chǎn)品。很多高校老師覺得自己手里沒有現(xiàn)成的高科技產(chǎn)品,就沒法和企業(yè)對接,這其實是一個認知上的誤區(qū)。”龐勝利說。
一次講座中,一位清華大學(xué)的鋰電池領(lǐng)域知名專家談到對未來趨勢的判斷時說,“我從不判斷趨勢,企業(yè)需要什么技術(shù),我就做什么,我就是為企業(yè)服務(wù)的。”對此,龐勝利深有感觸,正是在和企業(yè)的一次次合作中,他發(fā)現(xiàn)“幫企業(yè)做得越多,自己能做的就越多”。
多點開花
隨著氫能全產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)火熱,圍繞制氫這個主題,不斷有企業(yè)和龐勝利聯(lián)系,提出需求:氨分解制氫、沼氣制氫、甲醇重整制氫……他也在研發(fā)針對不同體系的系列催化劑,持續(xù)更新著相關(guān)工藝。
從高溫燃料電池到制氫的轉(zhuǎn)變,偶然之中存在必然。
這幾年,龐勝利比較忙碌,他形容自己左手在忙科研,右手在忙技術(shù)。本碩博均攻讀物理專業(yè),專業(yè)的熏陶讓他養(yǎng)成了一種習(xí)慣,凡事往深里探索,不做曇花一現(xiàn)的事。
“出東西很慢。”他這么形容自己。曾經(jīng),他花了9年時間發(fā)表一篇論文,“問題一直沒想通,有空就安安靜靜地去思考”。
如今,龐勝利要求學(xué)生每年參加一次學(xué)術(shù)會議,并去企業(yè)待一段時間,不需要發(fā)多少篇文章,而是去做高端表征,“心無旁騖地用幾年時間學(xué)些真本事”。
2021級碩士研究生宋祎凡常跟著龐勝利走進企業(yè)。這兩年歷練下來,他感覺自己有了明顯的不同。
“更早地接觸企業(yè),讓我能真正了解企業(yè)的想法,知道如何與企業(yè)溝通,如何放大測試。我相信這對我的就業(yè)會有很大幫助。”宋祎凡說。
暑假帶著孩子去山東威海游玩時,龐勝利在海邊用手機拍了無數(shù)張海平面的照片。海平面在風(fēng)的作用下,會有波浪的起伏,“從能量角度看,它應(yīng)該是一個能量場的波動。這個現(xiàn)象和我們正在研究的催化劑很多表面很像,我覺得這應(yīng)該是一個新的認知過程”。
對于未來,龐勝利充滿期待。他想發(fā)現(xiàn)別人沒有發(fā)現(xiàn)的問題、報道別人沒有的觀點,“一提到這個方向就會有人想到你作過的貢獻。至于服務(wù)企業(yè),如果能夠成功三五個,就很好”。(中國科學(xué)報 作者: 溫才妃 吳奕)
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