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武漢理工大學(xué)潘牧團(tuán)隊(duì)20年勇攀燃料電池技術(shù)高峰—— “從0到1”攻克膜電極難題
潘牧教授(左一)在指導(dǎo)學(xué)生。(武漢理工大學(xué)供圖)
湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 文俊 通訊員 朱可馨
完善科技創(chuàng)新體制機(jī)制。深入推進(jìn)科技體制改革,完善國(guó)家科技治理體系,優(yōu)化國(guó)家科技規(guī)劃體系和運(yùn)行機(jī)制,推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域項(xiàng)目、基地、人才、資金一體化配置。改進(jìn)科技項(xiàng)目組織管理方式,實(shí)行“揭榜掛帥”等制度。完善科技評(píng)價(jià)機(jī)制,優(yōu)化科技獎(jiǎng)勵(lì)項(xiàng)目。加快科研院所改革,擴(kuò)大科研自主權(quán)。加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),大幅提高科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化成效。加大研發(fā)投入,健全政府投入為主、社會(huì)多渠道投入機(jī)制,加大對(duì)基礎(chǔ)前沿研究支持。完善金融支持創(chuàng)新體系,促進(jìn)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化規(guī)?;瘧?yīng)用。
膜電極好比計(jì)算機(jī)的CPU,是燃料電池的“心臟”,其技術(shù)自主化和產(chǎn)業(yè)化,曾是制約中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題。
11月23日,武漢理工氫電科技有限公司,新建的國(guó)內(nèi)首條膜電極自動(dòng)化生產(chǎn)線上,一張張薄如報(bào)紙的黑色薄膜來(lái)回穿梭、組裝,這就是該公司的拳頭產(chǎn)品——武漢理工大學(xué)首席教授潘牧及團(tuán)隊(duì)研發(fā)的膜電極。該公司現(xiàn)為國(guó)內(nèi)排名第一的膜電極供應(yīng)商,產(chǎn)品大批量出口美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)等國(guó)際市場(chǎng)。
從點(diǎn)亮燈泡的10瓦小電堆開始,到“楚天一號(hào)”燃料電池轎車在天安門廣場(chǎng)亮相,再到膜電極技術(shù)的成功,武漢理工大學(xué)開展燃料電池技術(shù)研究已跨入第20個(gè)年頭?;貞洺跣模四裂凵駡?jiān)定地說(shuō):“共產(chǎn)黨人堅(jiān)定的信仰,科研人員的情懷,克服困難的勇氣,是我們能堅(jiān)持下來(lái)的動(dòng)力和決心?!?/span>
從開設(shè)一門課到研發(fā)先行者
氫能清潔環(huán)保,且可以替代石油、煤炭等傳統(tǒng)石化能源,被越來(lái)越多的國(guó)家看好。
2000年,基于材料與汽車學(xué)科優(yōu)勢(shì),新能源研究成為武漢理工大學(xué)材料復(fù)合新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的重大任務(wù),老校長(zhǎng)袁潤(rùn)章帶領(lǐng)潘牧等一批實(shí)驗(yàn)室科研人員啟動(dòng)燃料電池研究。
“越有難度的東西,就越得花力氣去學(xué),你會(huì)發(fā)現(xiàn)最后的收獲比你想象的多得多?!碑?dāng)時(shí),這片領(lǐng)域的研究一片空白,潘牧就先自學(xué)再教授。時(shí)至今日,《電化學(xué)》都是武漢理工大學(xué)的熱門必修課。在科技部“863”計(jì)劃支持下,潘牧團(tuán)隊(duì)開展“CCM”型膜電極的研發(fā)。
“科技攻關(guān)的方向符合我國(guó)科學(xué)發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略思考?!?005年初,由查全性院士牽頭,衣寶廉院士等7名專家組成的專家組對(duì)“燃料電池關(guān)鍵材料和核心技術(shù)”項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)審。經(jīng)湖北省教育廳、科技廳批準(zhǔn)立項(xiàng)建設(shè)和驗(yàn)收,湖北省燃料電池重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立,潘牧為實(shí)驗(yàn)室主任。2006年,“CCM”型膜電極研發(fā)成功,具有低貴金屬用量、高電輸出性能的特點(diǎn),現(xiàn)在成為燃料電池車的標(biāo)配。
從不被看好到國(guó)際認(rèn)可的探索者
“沒(méi)有人信,我們就讓他相信,沒(méi)有市場(chǎng),我們就去尋找市場(chǎng)?!弊畛?,大家都不相信“CCM”型膜電極會(huì)有市場(chǎng)。憑著堅(jiān)定的信念,潘牧帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)摸索市場(chǎng),找公司對(duì)接。很快,他們找到了一家美國(guó)的公司,對(duì)方表示愿意試一下他們的產(chǎn)品,沒(méi)想到這一試,迎來(lái)了膜電極產(chǎn)品的“新時(shí)代”。這款“CCM”型膜電極產(chǎn)品于2007年獲得美國(guó)燃料電池備用電源公司的認(rèn)證,成功打入美國(guó)市場(chǎng)。
“氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè),前途肯定是光明的,但道路又是曲折的。”潘牧說(shuō)。2009年,受金融危機(jī)影響,燃料電池產(chǎn)品銷售不理想,潘牧團(tuán)隊(duì)遭遇一系列困難。“我們有這么好的技術(shù),一定會(huì)重新迎來(lái)好的風(fēng)口?!迸四两o團(tuán)隊(duì)寫了一封“新年致辭”,以增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的“文化自信”。這樣的“新年致辭”,他一寫就是十多年。
“2016年之前,日子真的很苦,壓力大、收入低,看不到希望!全靠潘老師一直鼓勵(lì)我們,帶大家做各種科研項(xiàng)目維持著?!迸四恋膶W(xué)生、團(tuán)隊(duì)核心成員田明星說(shuō)。
建成國(guó)內(nèi)首條膜電極自動(dòng)化生產(chǎn)線
“做科技成果轉(zhuǎn)化是一條非常艱辛的路,一個(gè)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng),其實(shí)中間隔得很遠(yuǎn),技術(shù)開發(fā)成功是關(guān)鍵,但市場(chǎng)的認(rèn)可才是成功?!迸四琳f(shuō)。
2015年,隨著豐田的“未來(lái)”燃料電池車上市,全球各大汽車廠商紛紛推出燃料電池汽車的量產(chǎn)車型。如今,潘牧團(tuán)隊(duì)的膜電極產(chǎn)品相繼拓展到德國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)等20多個(gè)國(guó)家和地區(qū),近兩年成功在美國(guó)燃料電池物流叉車和我國(guó)燃料電池商用車上得到應(yīng)用。
為提高技術(shù)的創(chuàng)新力,團(tuán)隊(duì)核心技術(shù)人員已擴(kuò)充至30余人,研發(fā)的產(chǎn)品壽命不斷提升,而鉑用量反而從每平方厘米0.8毫克降到每平方厘米0.4毫克,下一步將降到每平方厘米0.2毫克。為提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化工藝,在國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目的支持下,將膜電極從最初的單片生產(chǎn)升級(jí)到自動(dòng)化生產(chǎn)。今年6月,國(guó)內(nèi)首條膜電極自動(dòng)化生產(chǎn)線建成,現(xiàn)已投產(chǎn)。
“我們要在燃料電池技術(shù)的高峰上不斷攀登,實(shí)現(xiàn)更多‘從0到1’‘從1到N’的突破!”潘牧說(shuō)。
來(lái)源:湖北日?qǐng)?bào)