“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。
為什么要自掏腰包多花錢?龐勝利說，“當時的心態(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，當龐勝利把9個月的具體花銷和成果拿出來時，負責人當即追加了第二筆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)模化制氫技術(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）
作者：溫才妃 吳奕
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