2024-10-10 09:00:00
這是一支年輕的科研團(tuán)隊(duì),他們平均年齡只有30多歲,卻在行業(yè)內(nèi)取得了驕人的成績(jī)——研發(fā)出了國(guó)內(nèi)PEM單槽產(chǎn)氫量最高的制氫裝備。此刻的他們,手里對(duì)照著圖紙,在檢查和調(diào)整著剛剛下線的一組裝備。這些裝備,將為下游產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用提供氫能源動(dòng)力。
在山東賽克賽斯氫能源有限公司的車間內(nèi),工人們正在為3組PEM純水電解制氫裝備封裝打包。這些裝備即將發(fā)往某央企。
離車間不遠(yuǎn)處的研發(fā)中心內(nèi),技術(shù)帶頭人丁孝濤正與團(tuán)隊(duì)成員一起討論著接下來的研發(fā)方案。他們研發(fā)制造的裝備,制氫量從最初的幾百毫升/分鐘到如今的1000立方米/小時(shí)。十余年間,這些數(shù)據(jù)串聯(lián)在一起,形成了一道美妙的上升弧線。正因如此,該企業(yè)逐漸成為國(guó)內(nèi)同類型企業(yè)中當(dāng)之無愧的佼佼者,技術(shù)在國(guó)際上也處于領(lǐng)先地位。
“綠氫”從哪兒來
“提到氫能源,很多人首先會(huì)想到氫能源大巴車,其實(shí)現(xiàn)在氫能源的應(yīng)用場(chǎng)景中,車輛只占很小的比重?!痹诙⌒拿枥L下,記者看到了一幅嶄新宏大的應(yīng)用場(chǎng)景:在“雙碳”目標(biāo)下,我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)新的技術(shù)突破和應(yīng)用場(chǎng)景?!皻淙剂想姵亍⒋罅髁考託湔?、交通、工業(yè)制造、電力……但凡是能用到燃料的地方,都可以用到氫能?!?/p>
那氫氣從何而來?制氫裝備生產(chǎn)企業(yè)無疑是源頭。在行業(yè)內(nèi),制氫并不難,難的是如何提高制氫效率,滿足未來龐大的應(yīng)用市場(chǎng)需求。
正是因?yàn)轭A(yù)判了這一趨勢(shì),賽克賽斯氫能成為起步最早的一批企業(yè)之一,企業(yè)也成立了相應(yīng)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
“PEM純水電解制氫其實(shí)是一種通過電解水產(chǎn)生氫氣的方法。實(shí)驗(yàn)室里,研發(fā)人員在充滿電解液的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),分解成氫氣和氧氣。因原料清潔,在行業(yè)內(nèi)這是一種獲取‘綠氫’的理想技術(shù)?!?/p>
在丁孝濤描述的這一過程中,裝備中的“電解槽”是制氫的關(guān)鍵部件,而電解槽中的“膜電極”,更是核心中的核心,也是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)拉開距離的關(guān)鍵。
在研發(fā)中心,技術(shù)人員向濟(jì)南日?qǐng)?bào)記者展示了“膜電極”。這是一大塊黑色的薄片,看上去似乎有些平平無奇,但丁孝濤卻告訴記者:“就是它,決定著裝備最終的制氫效率?!?/p>
“芝麻”與“燒餅”
“你看到的黑色物質(zhì),是催化劑。我們需要把它均勻地附著在質(zhì)子交換膜上,它的活性能催生出氫氣?!倍⌒靡粋€(gè)生動(dòng)形象的比喻來向記者科普:“我們把膜電極想象成一個(gè)芝麻燒餅,催化劑就是這層芝麻,而中間的質(zhì)子交換膜就是這個(gè)餅,只有芝麻貼合得既均勻密實(shí)、又不會(huì)掉落,還要時(shí)刻保持活性,才能達(dá)到最好的制氫效果。”
為了保證催化劑的均一穩(wěn)定和活性,研發(fā)團(tuán)隊(duì)扎根實(shí)驗(yàn)室,嘗試了各種不同的方法。一方面他們借鑒國(guó)際上的成功經(jīng)驗(yàn),與科研院所交流合作;另一方面積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性,大膽嘗試新方法。
這個(gè)近40人的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)中,涵蓋了化學(xué)、電化學(xué)、化工、電控領(lǐng)域的很多高新技術(shù)人才。分布在研發(fā)中心、生產(chǎn)車間的他們,呈現(xiàn)的是一種不畏艱難、探索求知的姿態(tài)?!敖陙?,政府部門給了我們很多支持,包括搭建研究平臺(tái)、資金扶持,企業(yè)也是加大投入,無條件地支持研發(fā)工作,所以我們每個(gè)人都是壓力和動(dòng)力并存,時(shí)?;ハ喙膭?lì),一定要做出成績(jī)來!”
丁孝濤回憶,他們?cè)陔姀S等下游企業(yè)走訪時(shí)發(fā)現(xiàn),受國(guó)外技術(shù)制約,企業(yè)往往需要面對(duì)設(shè)備成本高、維修難度大等現(xiàn)實(shí)難題,這強(qiáng)烈地刺激著他們內(nèi)心:“一定要把核心技術(shù)牢牢握在自己手中!”
?“未來”已來??
2014年P(guān)EM單槽產(chǎn)氫量達(dá)到每小時(shí)2立方米,2016年10-30立方米,2018年50立方米……研發(fā)人員的腳步邁得扎實(shí)穩(wěn)健,制氫效率在逐年提升。2018年,他們的研發(fā)成果吸引了科技部的關(guān)注,并承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)。行業(yè)專家也為他們提出了更高的要求:“能不能試著提高到200立方米?”
“這么大的量,做出來給誰用?”這是當(dāng)時(shí)丁孝濤和同事們的第一反應(yīng)。但如今6年過去了,氫能源的很多應(yīng)用場(chǎng)景都解答了他們當(dāng)年的疑惑。“一個(gè)制加氫一體站,每個(gè)小時(shí)至少需要200立方米的氫氣;一座油田,每小時(shí)可能要用到數(shù)萬立方米。”丁孝濤感慨,如今氫能產(chǎn)業(yè)下游的應(yīng)用場(chǎng)景漸漸擴(kuò)大,氫動(dòng)力列車成功試運(yùn)行、氫電混合動(dòng)力人工智能運(yùn)輸機(jī)器人成功下線……在可再生能源消納、交通、化工、建筑等諸多領(lǐng)域都能感受到這縷“氫風(fēng)”。
2018年當(dāng)年,團(tuán)隊(duì)就完成了PEM單槽產(chǎn)氫量每小時(shí)260立方米的目標(biāo),此后的數(shù)年里,他們不斷創(chuàng)造新高。在這個(gè)過程中,改變生產(chǎn)線、提高精密度,自主研發(fā)制造設(shè)備和測(cè)試設(shè)備,他們一路拼荊斬棘,擺脫技術(shù)制約,為國(guó)內(nèi)氫能制造行業(yè)蹚出了一條新路子。
技術(shù)的不斷突破,應(yīng)用場(chǎng)景的呈現(xiàn),為高質(zhì)量發(fā)展和能源綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)勁發(fā)展動(dòng)力。制氫裝備生產(chǎn)企業(yè),無疑是這一動(dòng)力的“源頭”。目前,賽克賽斯氫能研發(fā)中的世界最大PEM單體制氫裝備,產(chǎn)氫量可達(dá)1000立方米/小時(shí)。這一數(shù)字已經(jīng)足夠亮眼,但研發(fā)人員并沒有止步。在他們看來,只有技術(shù)不斷突破,產(chǎn)業(yè)鏈才能不斷“延長(zhǎng)”。