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轉載自濟南日報：“氫”風徐來
2024-10-10 09:00:00
這是一支年輕的科研團隊，他們平均年齡只有30多歲，卻在行業(yè)內取得了驕人的成績——研發(fā)出了國內PEM單槽產氫量最高的制氫裝備。此刻的他們，手里對照著圖紙，在檢查和調整著剛剛下線的一組裝備。這些裝備，將為下游產業(yè)的應用提供氫能源動力。
在山東賽克賽斯氫能源有限公司的車間內，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。
離車間不遠處的研發(fā)中心內，技術帶頭人丁孝濤正與團隊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。十余年間，這些數據串聯在一起，形成了一道美妙的上升弧線。正因如此，該企業(yè)逐漸成為國內同類型企業(yè)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，其實現在氫能源的應用場景中，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用場景：在“雙碳”目標下，我國氫能產業(yè)不斷涌現新的技術突破和應用場景?！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。”
那氫氣從何而來？制氫裝備生產企業(yè)無疑是源頭。在行業(yè)內，制氫并不難，難的是如何提高制氫效率，滿足未來龐大的應用市場需求。
正是因為預判了這一趨勢，賽克賽斯氫能成為起步最早的一批企業(yè)之一，企業(yè)也成立了相應的技術研發(fā)團隊。
“PEM純水電解制氫其實是一種通過電解水產生氫氣的方法。實驗室里，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)生電化學反應，分解成氫氣和氧氣。因原料清潔，在行業(yè)內這是一種獲取‘綠氫’的理想技術?！?/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)競爭拉開距離的關鍵。
在研發(fā)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，決定著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著在質子交換膜上，它的活性能催生出氫氣?！倍⌒靡粋€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，只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?！?/p>
為了保證催化劑的均一穩(wěn)定和活性，研發(fā)團隊扎根實驗室，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(fā)揮主觀能動性，大膽嘗試新方法。
這個近40人的核心研發(fā)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(fā)中心、生產車間的他們，呈現的是一種不畏艱難、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、資金扶持，企業(yè)也是加大投入，無條件地支持研發(fā)工作，所以我們每個人都是壓力和動力并存，時?；ハ喙膭?，一定要做出成績來！”
丁孝濤回憶，他們在電廠等下游企業(yè)走訪時發(fā)現，受國外技術制約，企業(yè)往往需要面對設備成本高、維修難度大等現實難題，這強烈地刺激著他們內心：“一定要把核心技術牢牢握在自己手中！”
?“未來”已來??
2014年PEM單槽產氫量達到每小時2立方米，2016年10-30立方米，2018年50立方米……研發(fā)人員的腳步邁得扎實穩(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注，并承擔了國家重點研發(fā)計劃重點專項。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？”這是當時丁孝濤和同事們的第一反應。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，如今氫能產業(yè)下游的應用場景漸漸擴大，氫動力列車成功試運行、氫電混合動力人工智能運輸機器人成功下線……在可再生能源消納、交通、化工、建筑等諸多領域都能感受到這縷“氫風”。
2018年當年，團隊就完成了PEM單槽產氫量每小時260立方米的目標，此后的數年里，他們不斷創(chuàng)造新高。在這個過程中，改變生產線、提高精密度，自主研發(fā)制造設備和測試設備，他們一路拼荊斬棘，擺脫技術制約，為國內氫能制造行業(yè)蹚出了一條新路子。
技術的不斷突破，應用場景的呈現，為高質量發(fā)展和能源綠色低碳轉型提供了強勁發(fā)展動力。制氫裝備生產企業(yè)，無疑是這一動力的“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，產氫量可達1000立方米/小時。這一數字已經足夠亮眼，但研發(fā)人員并沒有止步。在他們看來，只有技術不斷突破，產業(yè)鏈才能不斷“延長”。
