科技日報(bào)記者 張?zhí)N
暮春時(shí)節(jié)，大連市旅順口區(qū)，中車大連機(jī)車車輛有限公司廠房內(nèi)，焊接弧光此起彼伏，智能機(jī)械臂精準(zhǔn)舞動(dòng)，員工們穿梭在生產(chǎn)線旁加緊裝配——2000千瓦系列化氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車產(chǎn)品正進(jìn)行試驗(yàn)。
數(shù)十公里外，大連理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，一場圍繞氫能的研究傳來喜訊——大連理工大學(xué)教授劉家旭團(tuán)隊(duì)在負(fù)載型催化劑研制方面取得突破性進(jìn)展。這項(xiàng)近日發(fā)表于《科學(xué)》雜志的成果，充分利用氫在催化過程中的獨(dú)特作用，為高效負(fù)載型催化劑設(shè)計(jì)提供了新技術(shù)路徑，現(xiàn)已轉(zhuǎn)化為千噸級工業(yè)催化劑，應(yīng)用于化工行業(yè)核心領(lǐng)域。
這些生動(dòng)畫面是大連打造氫能生態(tài)的具象化場景。隨著大連正式躋身國家燃料電池汽車示范城市群，一條從基礎(chǔ)研究、核心技術(shù)攻關(guān)，到全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的創(chuàng)新路徑逐漸顯現(xiàn)，為全國氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了“大連樣本”。
破界：跨越理論與應(yīng)用的鴻溝
科研創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭活水。依托中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、大連理工大學(xué)技術(shù)策源地優(yōu)勢，幾年間，新一代大功率高性能堆、電解水制氫、氫化工等技術(shù)在大連研發(fā)，多項(xiàng)技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
據(jù)劉家旭介紹，負(fù)載型金屬催化劑在化學(xué)工業(yè)和環(huán)境清潔方面有著廣泛應(yīng)用。但由于催化過程的復(fù)雜性，催化作用機(jī)理與催化劑設(shè)計(jì)存在著長期挑戰(zhàn)，理論研究與實(shí)際應(yīng)用過程存在著明顯“鴻溝”。
為此，自2019年起，劉家旭團(tuán)隊(duì)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)和深入研究，并最終研制了世界首套雙光束原位透射紅外光譜，還在催化反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)了新機(jī)制。
“這種新型氫化反應(yīng)中心能顯著提高氧化反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的選擇性，克服了傳統(tǒng)催化劑在效率和選擇性方面的瓶頸?！眲⒓倚裾f。這猶如一把鑰匙，打開了高效負(fù)載型催化劑設(shè)計(jì)的新大門，為催化領(lǐng)域帶來了顛覆性的技術(shù)路徑。
從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化，氫能發(fā)展的每一步都牽動(dòng)著未來能源格局的變革。4月15日，國產(chǎn)首臺直管結(jié)構(gòu)70兆帕壓縮氫氣加氣機(jī)檢定裝置驗(yàn)收發(fā)布，這一自主研發(fā)的技術(shù)成果是我國在氫能計(jì)量領(lǐng)域取得的重大突破，為氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了關(guān)鍵性技術(shù)支撐。
聚變：營造全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的生態(tài)
科研成果只有走出實(shí)驗(yàn)室，轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，才能成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“變量”。
中車大連機(jī)車車輛有限公司機(jī)車開發(fā)部新能源動(dòng)力室主任呂婷婷說：“企業(yè)自主研發(fā)生產(chǎn)的2000千瓦系列化氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車，是國內(nèi)首臺大功率鈦基極板氫燃料電池調(diào)車機(jī)車。動(dòng)力電池最大放電功率1800千瓦、可實(shí)現(xiàn)870千瓦大功率快速充電?！?/p>
這款機(jī)車的研發(fā)填補(bǔ)了國內(nèi)大功率鈦基氫燃料電池在軌道交通裝備中應(yīng)用的空白，通過氫燃料混合動(dòng)力實(shí)現(xiàn)污染物“零排放”，直接替代傳統(tǒng)柴油機(jī)車，助力交通領(lǐng)域脫碳。
從2020年啟動(dòng)“氫能綜合利用示范工程”，到如今形成64家會員企業(yè)、年產(chǎn)值120億元的產(chǎn)業(yè)集群，大連氫能發(fā)展軌跡清晰可見——
大連高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)氫能源制造業(yè)創(chuàng)新中心掛牌；國創(chuàng)氫能、洺源科技、大檢集團(tuán)氫能檢測中心等項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)；長興島氫基能源中心配套碼頭項(xiàng)目的萬噸級綠色甲醇等液體化學(xué)品泊位、綠氨等液化烴泊位及配套公輔設(shè)施工程開工建設(shè)……
大連利用自主創(chuàng)新能力強(qiáng)勁、產(chǎn)業(yè)鏈條完整、低成本氫氣資源充裕、氫能產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用推廣場景豐富四大優(yōu)勢，以發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈為突破口，積極布局發(fā)展低碳新興產(chǎn)業(yè)，打造未來新質(zhì)生產(chǎn)力。
從實(shí)驗(yàn)室的理論突破，到產(chǎn)業(yè)化過程中的技術(shù)創(chuàng)新，再到全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同聚變，大連市正以創(chuàng)新為引領(lǐng)，全力打造具有國際競爭力的氫能產(chǎn)業(yè)高地。
