盯著(zhù)“制氫”走下去

[日期:2023-09-13] 作者:溫才妃 吳奕 中國科學(xué)報 次瀏覽 [字體: ]

“脫硫系統、重整和轉化系統、提純和壓縮儲存系統,三大模塊運行正常,達到指標要求?!比涨?,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)負責人、江蘇大學(xué)新材料研究院副研究員龐勝利介紹,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)后就像個(gè)移動(dòng)的集裝箱,哪里需要制氫,只要把原料管插上,一鍵啟動(dòng)就可以生產(chǎn)純氫,實(shí)現氫氣的即產(chǎn)即用。

“小型分布式制氫技術(shù)有著(zhù)很好的市場(chǎng)應用前景和價(jià)格競爭力,”這是龐勝利從合作企業(yè)那獲得的信息。這幾年他做了同樣一件事:企業(yè)需要什么技術(shù),他就去做好相應的技術(shù)儲備。

龐勝利(左二)團隊正在做實(shí)驗。 受訪(fǎng)者供圖

無(wú)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。

三年前,一家企業(yè)找到他,委托其技術(shù)開(kāi)發(fā)高溫燃料電池電堆。項目第一筆到賬經(jīng)費30萬(wàn)元,龐勝利帶著(zhù)團隊花了40多萬(wàn)元、9個(gè)月時(shí)間達成了項目的技術(shù)目標。

為什么要自掏腰包多花錢(qián)?龐勝利說(shuō),“當時(shí)的心態(tài)就是要把事情做好,這樣才能有后續的合作和發(fā)展?!痹谄髽I(yè)辦公室,當龐勝利把9個(gè)月的具體花銷(xiāo)和成果拿出來(lái)時(shí),負責人當即追加了第二筆150萬(wàn)元的經(jīng)費。

“要解決問(wèn)題,飄著(zhù)浮著(zhù)不行,腦袋瓜里要整天想著(zhù)怎么設計怎么優(yōu)化,要穿著(zhù)白大褂天天在實(shí)驗室耗著(zhù),只要堅持,結果慢慢地就出來(lái)了?!睔v時(shí)2年多時(shí)間,在第一個(gè)合作項目順利結項的時(shí)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)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021-2035 年)》,定義了氫能的戰略定位:氫能是未來(lái)國家能源體系的重要組成部分,是用能終端實(shí)現綠色低碳轉型的重要載體,氫能產(chǎn)業(yè)是戰略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

“一公斤氫氣35元左右,光運輸成本就要8-10元?!饼媱倮ㄟ^(guò)調研了解到,盡管我國規?;茪浼夹g(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟,但是由于沒(méi)有成熟可靠的氫氣運輸技術(shù),存在成本高、運輸量少的問(wèn)題,而且大小規模制氫技術(shù)有著(zhù)不同的技術(shù)路線(xiàn),不能簡(jiǎn)單復制,市場(chǎng)急需開(kāi)發(fā)一種小型分布式制氫技術(shù),實(shí)現氫氣的即產(chǎn)即用,為氫氣應用端提供價(jià)格低廉的氫氣。

“這雖然不是我的研究專(zhuān)長(cháng),但是我認為難度不大?!饼媱倮凶銐虻男判?,正是因為他知道小型分布式制氫技術(shù)最關(guān)鍵就是靠催化劑,而在前期研發(fā)高溫燃料電池電堆的時(shí)候,他們攻克的恰恰就是催化劑這個(gè)難題。

惠人達己

2023年初接受任務(wù),這半年時(shí)間里,龐勝利帶著(zhù)博士生、碩士生重點(diǎn)做了開(kāi)發(fā)催化劑、重整技術(shù)、開(kāi)發(fā)裝置三件事。

龐勝利解釋?zhuān)⌒椭茪湓O備在常壓下運行,體積小,相對于規?;邏哼\行的制氫催化劑,小型制氫催化劑要求具有更高的催化活性和工作穩定性。而在一次次優(yōu)化配方后,團隊開(kāi)發(fā)的催化劑制氫活性是目前規?;茪浯呋瘎┗钚缘?倍以上。

“催化劑在實(shí)驗室完成,技術(shù)和裝置在企業(yè)完成?!泵恐?,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(diǎn)是要能實(shí)實(shí)在在滿(mǎn)足企業(yè)的需求?!饼媱倮J為,企業(yè)對市場(chǎng)最為敏感,知道市場(chǎng)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(huì )站在企業(yè)角度去考慮問(wèn)題,真正走到企業(yè)里面去看一看、聽(tīng)一聽(tīng)?!捌鋵?shí)企業(yè)的需求很多都是實(shí)實(shí)在在的,比如開(kāi)發(fā)一個(gè)新產(chǎn)品,進(jìn)一步了解產(chǎn)品的性能,優(yōu)化一個(gè)產(chǎn)品。好多高校老師覺(jué)得自己手里邊沒(méi)有現成的高科技的產(chǎn)品,沒(méi)法和企業(yè)對接,這其實(shí)是一個(gè)認識上的誤區?!饼媱倮f(shuō)。

一次講座中,一位清華大學(xué)做鋰電池的知名專(zhuān)家談到對未來(lái)趨勢的判斷時(shí)說(shuō),“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?!睂Υ?,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“幫企業(yè)做的越多,自己能做的也越多”。

多點(diǎn)開(kāi)花

隨著(zhù)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的持續火熱,圍繞著(zhù)制氫這個(gè)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,并持續更新相關(guān)工藝。

從高溫燃料電池到制氫的轉變,偶然之中,自有必然。

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(zhuān)業(yè),專(zhuān)業(yè)的熏陶讓他養成了一種習慣:凡事要往深里去探索,不去做曇花一現的事。

“出東西很慢?!彼@么形容自己。曾經(jīng),他花了9年的時(shí)間發(fā)表了一篇論文,“問(wèn)題一直沒(méi)想通,有空就安安靜靜地去思考?!?

現如今,他要求自己的學(xué)生,每年參加一次學(xué)術(shù)會(huì )議,去企業(yè)呆段時(shí)間,不需要發(fā)多少篇文章,而是去做高端表征,“心無(wú)旁騖地用幾年時(shí)間學(xué)些真本事”。

2021級碩士生宋祎凡常常跟著(zhù)老師去企業(yè),這兩年歷練下來(lái),他感覺(jué)自己有了明顯的不同,“更早地接觸企業(yè),讓我能真正理解企業(yè)的想法,知道如何和企業(yè)溝通,如何放大測試,我相信這對我的就業(yè)會(huì )有很大的幫助?!?

暑假中,帶著(zhù)孩子去威海游玩的時(shí)候,龐勝利在海邊用手機拍了無(wú)數張海平面的照片。

讓他感興趣的是,海平面在風(fēng)的作用下,會(huì )有波浪的起伏,“從能量的角度看,它應該是一個(gè)能量場(chǎng)的波動(dòng)。這個(gè)現象和我們正在研究的催化劑的很多表面很像,我覺(jué)得這個(gè)東西應該是一個(gè)新的認知過(guò)程?!?

對于未來(lái),龐勝利還是有些期待的:去發(fā)現別人沒(méi)有發(fā)現的問(wèn)題,去報道別人沒(méi)有的觀(guān)點(diǎn),一提到這個(gè)方向就會(huì )有人想到你做過(guò)的貢獻。至于服務(wù)企業(yè),龐勝利說(shuō):“如果能夠成功三五個(gè),那就很好”。