探訪“高能鎳碳超級(jí)電容車(chē)”之源
2011年09月14日 15:10 4689次瀏覽 來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào) 分類(lèi): 鎳資訊
9月7日一大早,記者如約趕到北京西直門(mén)北大街一幢樓的第5層。正對(duì)樓梯口的墻上“周?chē)?guó)泰院士工作室”赫然醒目。
一位身著筆挺軍裝的將軍迎上前來(lái)握手,東北人,男中音,精神矍鑠,快言快語(yǔ)。他,就是記者要交的科學(xué)家朋友,剛剛研發(fā)成功“高能鎳碳超級(jí)電容器”的領(lǐng)軍人物、中國(guó)工程院院士周?chē)?guó)泰。
“我和科技日?qǐng)?bào)有緣。我還得過(guò)你們報(bào)評(píng)選的科技實(shí)業(yè)家金獎(jiǎng)呢!科技日?qǐng)?bào)是我們必訂的報(bào)紙,科技部、科技日?qǐng)?bào),是我們的娘家。”幾句見(jiàn)面的話,頓感一見(jiàn)如故。
稍坐片刻,周院士便親自陪我們一起乘車(chē)直奔天津,在那里試駕以“高能鎳碳超級(jí)電容器”作為電源的電動(dòng)汽車(chē),探訪建在天津的“周?chē)?guó)泰院士實(shí)驗(yàn)室”。
輕輕地來(lái)又輕輕地去
天津軍事交通學(xué)院,綠樹(shù)掩映。
科研樓前停放著一排電動(dòng)“家族”,有小轎車(chē)、有摩托車(chē)、有中巴車(chē),車(chē)身上都有“高能鎳碳超級(jí)電容車(chē)”的標(biāo)識(shí)。
周院士讓人打開(kāi)小轎車(chē)的前機(jī)蓋,只見(jiàn)一個(gè)黑色的“大方盒子”,接著又打開(kāi)后備箱,又見(jiàn)一個(gè)黑色的“大扁盒子”。“這就是超級(jí)電容器。它的循環(huán)壽命在5萬(wàn)次以上,充上電從天津跑到北京,沒(méi)有問(wèn)題。”技術(shù)人員話里透著自信。
周院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)給他們的“孩子”取了一個(gè)名字,叫“高能鎳碳超級(jí)電容器”。其奧秘在于采取了綜合性能平衡設(shè)計(jì)思路,巧妙地將活性碳材料引入鎳氫電池負(fù)極,即一個(gè)電極采用電極活性碳電極,而另一個(gè)電極采用電容電極材料或電池電極,實(shí)現(xiàn)了普通超級(jí)電容器與電池結(jié)合為一體,從而兼有一般超級(jí)電容器和蓄電池的優(yōu)異性能。
技術(shù)人員還給我們上了一堂技術(shù)課,詳細(xì)解讀了“高能”和“超級(jí)”:它的體積和重量比容量是目前車(chē)用超級(jí)電容器的10倍,已接近鋰離子動(dòng)力電池比能量的三分之二。其標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)壽命在5萬(wàn)次以上,實(shí)際使用充放電循環(huán)已達(dá)1.5萬(wàn)次,是蓄電池的25—100倍,且充電10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上,大電流放電能力強(qiáng),能量轉(zhuǎn)換效率高。同時(shí)具有良好的高低溫性能與環(huán)境適應(yīng)性,使用溫度范圍可在-40℃至70℃,即便過(guò)充或短路也不會(huì)導(dǎo)致致命危險(xiǎn),安全可靠還實(shí)現(xiàn)了零排放。綜合運(yùn)營(yíng)成本大大低于蓄電池,比鋰離子電池降低80%以上。經(jīng)天津市科委組織的專(zhuān)家鑒定,其技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
“你們開(kāi)開(kāi)體驗(yàn)一下。”記者早已按捺不住,打火、起步、上路,提速、減速、剎車(chē),行走在秋日的陽(yáng)光下,聽(tīng)不到燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的轟鳴,沒(méi)有了冒煙的尾氣,輕輕地來(lái)又輕輕地去,爽!
“他們想我,我也想他們”
體驗(yàn)了一把駕駛,記者隨周院士走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。
實(shí)驗(yàn)室像是工廠的生產(chǎn)車(chē)間,里面安裝了用于實(shí)驗(yàn)的各種微型設(shè)備。周院士說(shuō),多是自己設(shè)計(jì)的“土造”。一旦進(jìn)入中試基地,就放大成現(xiàn)代化的生產(chǎn)線了。
技術(shù)人員都在埋頭干著手里的活兒,一絲不茍。中間桌面上擺放著不同規(guī)格的電容器件,技術(shù)人員的任務(wù)是把散件封裝進(jìn)鐵殼里,光是鐵殼口的焊接,就有幾道工序:先是一道點(diǎn)焊,然后是連焊,最后要把四面封緊。封好的電容器件大小不等,根據(jù)實(shí)驗(yàn)車(chē)的需要而定,規(guī)格共有3種,最大的有磚塊大小,最小的和小瓶“二鍋頭”差不多,上端都安有一個(gè)瓶子口粗的“大螺絲”。周院士說(shuō),這是特為大電流充電設(shè)計(jì)的,一般的接點(diǎn)“扛不住”。
“高能鎳碳超級(jí)電容器”的所有數(shù)據(jù)和檢測(cè)結(jié)果,均出自于實(shí)驗(yàn)室,來(lái)不得半點(diǎn)兒馬虎。負(fù)責(zé)人劉興前介紹說(shuō),“高能鎳碳超級(jí)電容器”一項(xiàng)重要指標(biāo)就是環(huán)保,不能對(duì)人體有傷害。
他講了一件事:“我們的產(chǎn)品,要用一種塑料殼,可是強(qiáng)度不夠。一家小企業(yè)聽(tīng)說(shuō)了,找上門(mén)來(lái),提出他們可以用玻纖加入塑料殼中提高強(qiáng)度。周院士一聽(tīng)差點(diǎn)兒發(fā)火。他嚴(yán)肅地說(shuō),這個(gè)項(xiàng)目寧可不搞,也絕不能用玻纖。玻纖這種東西萬(wàn)一吸入人的嗓子、肺里,是要得癌癥的。他另辟蹊徑,查閱大量資料,終于搞出一種新材料,解決了強(qiáng)度問(wèn)題。”
緊臨的房間是另一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。一臺(tái)改裝的發(fā)動(dòng)機(jī)“轟轟”地運(yùn)轉(zhuǎn),噴著淡淡白霧。周院士說(shuō),這是在做空氣動(dòng)力試驗(yàn),將來(lái)的車(chē)電都可以不用了,用壓縮空氣作動(dòng)力就行。一位操作人員向周院士匯報(bào),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速每分鐘已達(dá)2600轉(zhuǎn),超過(guò)了改裝前的轉(zhuǎn)速。達(dá)到這個(gè)水平,完全可以用在公交車(chē)上。
實(shí)驗(yàn)室里停放著兩輛用于空氣動(dòng)力試驗(yàn)的公交車(chē),金龍牌,車(chē)身上“天津公交 標(biāo)價(jià)兩元老年人免費(fèi)乘車(chē)路線”的字樣清晰可見(jiàn),車(chē)牌號(hào)分別為津AE7731和津AE1623。一看就是“原汁原味”。
公交車(chē)頂上擺放著一排黑色瓶子,類(lèi)似醫(yī)院用的大氧氣瓶。周院士說(shuō),這是鋁內(nèi)膽全纏繞復(fù)合氣瓶,瓶體為碳纖維材料,裝滿壓縮空氣為汽車(chē)提供動(dòng)力。經(jīng)過(guò)試驗(yàn),時(shí)速可達(dá)120公里。記者問(wèn)是否安全,周院士回答得很干脆:“我們做過(guò)多次實(shí)驗(yàn)了,甚至用子彈打都不會(huì)爆炸。碳纖維,安全得很!”
技術(shù)人員見(jiàn)到周院士特別高興,紛紛趕來(lái)在實(shí)驗(yàn)室合影留念。周院士說(shuō),我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)各有分工,我的任務(wù)是解決用什么材料儲(chǔ)電量最大,怎么實(shí)現(xiàn)大電流充放電;他們的任務(wù)是設(shè)計(jì)什么樣的電路,怎樣把電引出來(lái)。前者他們不會(huì),后者我又不懂,誰(shuí)也離不開(kāi)誰(shuí)。“幾天不見(jiàn),他們想我,我也想他們。”
“搞科研不能像‘狗撒尿’”
往返于京津之間,一路上記者和周院士探討他成功的奧秘。
誰(shuí)也不會(huì)想到,這項(xiàng)重大成果竟然沒(méi)有申請(qǐng)國(guó)家立項(xiàng)。
記者追問(wèn)原因。
“這就是我的科研主張。”周院士直言不諱,“搞科研的人,你的成果能不能用很關(guān)鍵。我追求的是出了成果能很快產(chǎn)業(yè)化。忙于立項(xiàng),整天跑項(xiàng)目,時(shí)間搭不起。一個(gè)創(chuàng)新課題提出來(lái),你要立項(xiàng),就得應(yīng)付繁瑣的論證,不說(shuō)核心技術(shù),人家說(shuō)你不行,來(lái)回扯皮,最后干不成。‘高能鎳碳超級(jí)電容器’我們從2008年開(kāi)始搞,兩三年做出來(lái)了,人家看了有用,就會(huì)有人投資,就會(huì)支持你。只要是領(lǐng)先的成果,不在于立不立項(xiàng)。”
話題轉(zhuǎn)到了如何創(chuàng)新上。
“搞科研不能像‘狗撒尿’。”周院士此言一出,引得聽(tīng)者哈哈大笑。
這是一句土話,但比喻頗為貼切。周院士解釋?zhuān)纷邘撞骄腿瞿颍瑸槭裁?,有人說(shuō)是作識(shí)路標(biāo)記。其實(shí)不然,它是在宣示,這地盤(pán)是我的。搞科研,這樣能出成果嗎?
科研要小核心、大協(xié)作。周院士說(shuō):“科研領(lǐng)頭的人,好比是蜘蛛,可以織一個(gè)大網(wǎng),聯(lián)合起各方面的專(zhuān)家組成團(tuán)隊(duì),協(xié)同攻關(guān),否則,很難出成果。一個(gè)人很難成為萬(wàn)能的專(zhuān)家。比如說(shuō)我的實(shí)驗(yàn)室,別人想用,免費(fèi),甚至還管飯。但我也有一個(gè)條件,你的實(shí)驗(yàn)室也得對(duì)我開(kāi)放。目前我們已和7個(gè)實(shí)驗(yàn)室達(dá)成了協(xié)議,等于我有了7個(gè)實(shí)驗(yàn)室。我的團(tuán)隊(duì)也不是幾十人,而是幾百人、幾千人。不然,我們那么多項(xiàng)目怎么做得過(guò)來(lái)?”
記者問(wèn)周院士還有什么科研新聞最近要發(fā)布,他如數(shù)家珍地列舉了一番。不料又叮囑了一句:“這些還不到說(shuō)的時(shí)候。”
責(zé)任編輯:lee
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