人物速寫
這是一支年輕的科研團隊,他們平均年齡隻有30多歲,卻在行業内取得了驕人的成績——研發出了國内單槽産氫量最高的制氫裝備。此刻的他們,手裡對照着圖紙,在檢查和調整着剛剛下線的一組裝備。這些裝備,将為下遊産業的應用提供氫能源動力。
8月6日,在山東賽克賽斯氫能源有限公司的工廠中的房間内,勞工們正在為三組PEM純水電解制氫裝備封裝打包。這些裝備即将發往某央企,用于核原料的制造。
離工廠中的房間不遠處的研發中心内,技術帶頭人丁孝濤正與團隊成員一起讨論着接下來的研發方案。他們研發制造的裝備,制氫量從最初的幾百毫升/分鐘到如今的1000立方米/小時。這在過去十餘年,無疑是行業領域裡的一道飛躍線。正是這一資料,讓該企業成為國内同類型企業中當之無愧的“佼佼者”,技術在國際上也處于領先地位。
“綠氫”從哪兒來
“提到氫能源,很多人首先會想到氫能源大巴車,其實作在氫能源的應用場景中,車輛隻占到很小的比重。”丁孝濤的描繪下,記者看到了一幅嶄新宏大的應用場景圖:在“雙碳”目标下,大陸氫能産業不斷湧現新的技術突破和應用場景。“氫燃料電池、大流量加氫站、交通、工業制造、電力……但凡是能用到燃料的地方,都可以用到氫能。”
那氫氣從何而來?制氫裝備生産企業無疑是源頭。在行業内,制氫并不難,難的是如何提高制氫效率,以此滿足未來龐大的應用市場需求。
正是因為預判了這一趨勢,使得賽克賽斯成為起步較早的一批企業之一,企業也成立了相應的技術研發團隊。
“PEM純水電解制氫其實是一種通過電解水來産生氫氣的方法。實驗室裡,研發人員在充滿電解液的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發生電化學反應,分解成氫氣和氧氣。因原料清潔,在行業内這是一種擷取‘綠氫’的理想技術。”
在丁孝濤描述的這一過程中,裝備中的“電解槽”是制氫的關鍵部件,而電解槽中的“膜電極”,更是核心中的核心,也是行業競争拉開距離的關鍵。
在研發中心,技術人員向濟南日報記者展示了“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,決定着裝備最終的制氫效率。”
“芝麻”與“燒餅”
“你看到的黑色物質,是催化劑。我們需要把它均勻地附着在質子交換膜上,它的活性能催生出氫氣。”丁孝濤用一個生動形象的比喻來向記者科普:“我們把膜電極想象成一個芝麻燒餅,催化劑就是這層芝麻,而中間的質子交換膜就是這個餅,隻有芝麻貼合得既均勻密實、又不會掉落,還要時刻保持活性,才能達到最好的制氫效果。”
為了保證催化劑的均一穩定和活性,研發團隊紮根實驗室,嘗試了各種不同的方法。一方面他們借鑒國際上的成功經驗,與科研院所交流合作,另一方面積極發揮主觀能動性,大膽嘗試新方法。
這個近30人的核心研發團隊中,涵蓋了化學、電化學、化工、電控領域的很多高新技術人才。分布在研發中心、生産工廠中的房間的他們,呈現的是一種不畏艱難、探索求知的姿态。“近年來政府部門給了我們很多支援,包括搭建研究平台、資金扶持,企業也是加大投入,無條件地支援研發工作,是以我們每個人都是壓力和動力并存,時常互相鼓勵,一定要做出成績來!”
丁孝濤回憶,他們在電廠等下遊企業走訪時發現,受國外技術制約,企業往往需要面對裝置成本高、維修難度大等現實難題,這強烈地刺激着他們内心:“一定要把核心技術牢牢握在自己手中!”
“未來”已來
2014年單槽産氫量達到每小時2立方米,2016年10-30立方米,2018年50立方米……研發腳步邁得紮實穩定,制氫效率在逐年提升。2018年他們的研發成果吸引了科技部的關注,并承擔了國家重點研發計劃重點專項。行業專家也為他們提出了更高的要求:“能不能試着提高到200立方米?”
“這麼大的量,做出來給誰用?”這是當時丁孝濤和同僚們的第一反應。但如今6年過去了,氫能源的很多應用場景都解答了他們當年的疑惑。“一個制加氫一體站,每個小時就至少需要200立方米的氫氣;一座油田,每小時可能要用到數萬立方米。”丁孝濤感慨,如今氫能産業下遊的應用場景漸漸擴大,氫動力列車成功試運作、氫電混合動力人工智能運輸機器人成功下線……在交通、工業、建築和電力等諸多領域都能感受到這縷“氫風”。
2018年當年,團隊就完成了每小時制氫200立方米的目标,此後的數年裡,他們不斷創造新高。在這個過程中,改變生産線、提高精密度,自主研發制造裝置和測試裝置,他們一路拼荊斬棘,擺脫技術制約,為國内氫能制造行業蹚出了一條新路子。
技術的不斷突破,應用場景的呈現,為高品質發展和能源綠色低碳轉型提供了強勁發展動力。制氫裝備生産企業,無疑是這一動力的“源頭”。目前,賽克賽斯所研發的制氫裝備,單槽産氫量已達到每小時1000立方米。這一數字在行業内已經足夠亮眼,但研發人員并沒有止步。在他們看來,隻有源頭不斷“放大”,産業鍊才能不斷“延長”。