构筑未来世界的“氢”版图——记中关村论坛首届高校科技成果转化促进大会

  产学研深度融合,是深化科技体制改革的一项重要内容。4月27日至29日,一场旨在推动高校科技成果转化的创新盛会在北京工业大学拉开帷幕。这便是中关村论坛首届高校科技成果转化促进大会(以下简称“高促会”),主题为“教育科技人才‘三位一体’催生新质生产力”。高促会的主场馆内设有未来信息、未来健康、未来制造、未来能源、未来材料和未来空间6大板块的展示区,北京大学、上海大学、西南石油大学等100余所京内外高校都亮出了最新科研成果,积极寻求产业合作。

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图为场馆入口停放的氢燃料电池城间客车。 (赵欣婕 摄)

  在一块块展板之间漫步,仿佛走进了一本科技创新之书,一幅高效、低碳、智能的未来图景仿佛就在眼前。记者注意到,氢能相关的产品也俨然成为企业关注的焦点,基于“氢燃料电池”制造的产品更成为首届高促会上多个布展板块的吸睛点。

  才行至场馆入口附近,一辆停靠在树荫下的蓝白色大巴车就吸引了记者的目光。它敞开着侧面的“小门”,直观展示着内部的氢燃料电池结构——这正是由北京福田欧辉和北京工业大学阮嘉赓团队联合研发的氢燃料电池城间客车,可以容纳50名乘客。

  记者了解到,作为技术支持的阮嘉赓项目团队长期研究电动汽车动力系统设计、优化控制和智能辅助驾驶方向的研究工作。针对当前电动汽车续航里程有限、里程受气候工况等外在因素波动明显、性能与能耗难以兼顾的技术难点,团队通过对电动车专用多挡变速器设计、“多电机动力源-多挡位变速传动-多轴耦合协同驱动-制动能量回收控制算法优化”,以及结合大数据挖掘与机器学习的高自主性车辆控制算法开发等方面的研究工作,在电驱动系统性能和能耗潜力挖掘及智能驾驶方面取得了理论创新和技术突破。

  氢燃料电池应用于客车,最显著的效益就是环保。据介绍,项目团队的研究成果显著提高了整车经济性能与动力性能,2023年以来累计应用车辆168台,累计行驶里程3800万千米,总减排达3800吨二氧化碳,推动了京津冀地区氢能产业链发展,为全国氢能产业链发展起到了示范作用。

  针对客运车的安全性,该团队通过“电安全技术+氢安全技术+氢电耦合安全的”多重安全系统整车布置,使氢燃料电池车的安全性得到全方位保障,具有高环境适应性、高安全、低氢耗等特点。整个车辆可实现零下30摄氏度低温启动、零下40摄氏度低温存放和停机自动保护,适用于中长线公路客运黄金班线、高端旅游及团体接送服务。

  在“未来能源”板块的展台上,一架小型无人机被企业代表团团围住、询问产品性能。

  “这是一台氢燃料电池四旋翼无人机,最大的创新点是解决了传统锂电池无人机续航短的问题,续航时间可以达到3个小时以上。”来自西安交通大学的展台工作人员向记者介绍道,“质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作温度低、能量密度高、启动快,生产出的长续航无人机可以广泛用于水利、电力等领域的工业巡检工作。以氢燃料电池为核心技术,我们瞄准氢能与低空经济产业,试图打造新型经济增长点,目前这款无人机已经实现量产。”

  工作人员表示,千瓦级无人机用风冷燃料电池课题研究是课题组与广东云创氢电科技有限公司、氢鹏科技(浙江)有限公司通过产学研合作的重要成果。通过这个项目,团队开发出国内首架10公斤四旋翼氢动力无人机,也是西北地区首架以氢燃料电池为动力的无人机,并已经在浙江的企业落地应用。

  尽管在此次展品中,氢燃料电池的应用场景更多是作为锂电池的补充或替代,但在众多专家所勾勒的未来蓝图中,它是构建绿色制造体系不可缺少的关键力量。

  “我国已经明确,中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池,其份额将由谁来顶替?”在未来能源与未来空间专题论坛上,中国科学院院士邹志刚分析表示,未来氢燃料电池发电将占长周期储能15%至40%,到2050年市场规模将超过5000亿元,氢燃料电池在电力市场中的应用也前景可期。

  从氢能客车、氢能重卡到氢燃料电池无人机、大型储能电站,在高促会“高校搭台、科技唱戏、企业主体、政府统筹”的模式下,氢燃料电池技术已然走出实验室,在产业化应用上初露锋芒。随着创新链与产业链融合逐渐深化,相信以氢为动力的未来世界将更快从蓝图变为现实,推动经济社会发展全面绿色转型。



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