?發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，需要及時將科技創(chuàng)新成果應(yīng)用到具體的產(chǎn)業(yè)上。怎樣走通從科技創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的道路，讓原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新成果走出實(shí)驗(yàn)室，走進(jìn)生產(chǎn)一線？
??位于兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)明月湖畔的哈爾濱工業(yè)大學(xué)重慶研究院，落戶3年來，重點(diǎn)圍繞汽車與新能源、智能化裝備、新材料、信息技術(shù)和應(yīng)急環(huán)保五大領(lǐng)域匯聚了15支科研團(tuán)隊，將一批又一批科技創(chuàng)新成果成功轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸貞c造”技術(shù)和產(chǎn)品。
??近日，記者來到哈爾濱工業(yè)大學(xué)重慶研究院（以下簡稱研究院），打探從創(chuàng)新成果到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變過程。
??把來流變成動力系統(tǒng)散熱的“風(fēng)扇”
??氫動力無人機(jī)“青鷗”最長續(xù)航時間達(dá)9小時
??在研究院2樓的實(shí)驗(yàn)室里，記者見到了研究院研發(fā)的青鷗30B氫動力復(fù)合翼無人機(jī)。它有流線型的纖細(xì)機(jī)身，平直的雙翼，顯得很輕盈。
??不過，這臺外表輕盈的無人機(jī)，卻具備強(qiáng)大的實(shí)力：最長續(xù)航9小時，最大載荷7千克。經(jīng)持續(xù)飛行測試，其續(xù)航時間可達(dá)到同等級鋰電池?zé)o人機(jī)的3—4倍。在輸電線路、石油管道巡檢等場景中具有很大優(yōu)勢。
??研發(fā)團(tuán)隊相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，相較于傳統(tǒng)的鋰電池，氫燃料電池重量更輕，更適合用于無人機(jī)。但開發(fā)用于長續(xù)航無人機(jī)的航空氫動力系統(tǒng)，有兩個難點(diǎn)：其一，要在不增加電池重量的情況下，盡可能提高電量利用率；其二，無人機(jī)在飛行過程中，可能會有懸停、投放物資等動作，動力系統(tǒng)的功率會發(fā)生波動，極易造成能量浪費(fèi)。
??換言之，如果不攻克這兩個難點(diǎn)，氫動力無人機(jī)產(chǎn)業(yè)化的路就走不通。怎么辦？研發(fā)團(tuán)隊選擇到應(yīng)用場景中去尋找。
??無人機(jī)翱翔藍(lán)天，機(jī)頭會遇到迎面而來的氣流，術(shù)語稱之為“來流”。來流也會給飛行造成阻力，消耗氫電池的能量。
??第一個難點(diǎn)的破題思路就源于來流——從飛行的角度來看，來流是阻力；但從節(jié)能的角度來看，來流還可以是用于散熱的“風(fēng)扇”！
??經(jīng)過精細(xì)計算后，研發(fā)團(tuán)隊在青鷗30B的機(jī)頭迎風(fēng)位置開了一個橢圓形的氣窗，讓來流進(jìn)入機(jī)頭內(nèi)部，通過管道，對安裝在機(jī)頭中的氫動力系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。
??如此一來，就形成了進(jìn)氣/散熱一體化航空氫動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得動力系統(tǒng)的功率重量比大幅提高。在電量不變的情況下，為無人機(jī)提供了更長的續(xù)航能力。
??第二個難點(diǎn)的解法，則是在青鷗30B上采用混動系統(tǒng)。即主電池采用氫燃料電池，同時配備一塊較小的鋰電池，作為電量“蓄水池”。在電量充裕時，鋰電池可以儲備能量；在電量不足時，鋰電池則反過來為氫燃料電池補(bǔ)能。
??這對電池“搭檔”結(jié)合研發(fā)團(tuán)隊的能量管理技術(shù)，讓青鷗30B“身輕如燕”又行動敏捷：雖然它是一架翼展超過4.2米的大塊頭無人機(jī)，但能量管理模塊僅有一本書那么大。起飛時，它的系統(tǒng)能量輸出功率從0%提升到100%，僅需1秒。
??目前，青鷗30B已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段。
??以“大力出奇跡”克服枝晶難題
??寬溫區(qū)高安全凝膠固態(tài)電池不懼穿刺、彎折和剪切
??如果說青鷗30B抓住了低空經(jīng)濟(jì)的風(fēng)口，那么，研究院的另一款研發(fā)成果則是緊緊對標(biāo)智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車產(chǎn)業(yè)——寬溫區(qū)高安全凝膠固態(tài)電池。
??其中，“寬溫區(qū)”指的是電池可以在零下40℃至80℃的環(huán)境中工作，并通過了黑龍江漠河的實(shí)地極寒測試；“高安全”則是指電池在被穿刺、彎折、剪切時，本體不起火、不冒煙、不發(fā)生熱失控。
??并且，這款電池還具有大倍率充放電能力，峰值放電倍率可達(dá)5C。電池可應(yīng)用于大型動力系統(tǒng)的高功率發(fā)電，也可以實(shí)現(xiàn)新能源汽車快充，經(jīng)測試，它僅需5分鐘就能為主流品牌新能源汽車?yán)m(xù)航上百公里路程。
??這樣一款“全能型”電池，背后還是原創(chuàng)性科技創(chuàng)新。一方面，電池采用無溶劑法制備固態(tài)電極技術(shù)和原位一體化制備電芯技術(shù)，可兼容現(xiàn)有鋰離子電池制造工藝，大幅減少制造成本；同時采用凝膠化技術(shù)，能夠有效防止電解液泄漏。
??不過，研發(fā)團(tuán)隊當(dāng)初同樣遇到了技術(shù)難題：傳統(tǒng)鋰電池的負(fù)極大多使用石墨材料，而寬溫區(qū)高安全凝膠固態(tài)電池負(fù)極使用金屬鋰材料，能量密度是石墨理論能量密度的10倍。
??可是金屬鋰有一個缺點(diǎn)：太“好動”。在電池供電的過程中，鋰離子會在電池正負(fù)極之間來回“亂跑”并彼此“抱團(tuán)”，凝固成樹枝狀的結(jié)晶，術(shù)語稱為“枝晶”。而枝晶會刺破電池的電解質(zhì)隔膜，造成電池短路。
??對此，研發(fā)團(tuán)隊做了大量試驗(yàn)，最終將破題關(guān)鍵鎖定在電池隔膜材料上。他們研發(fā)了高強(qiáng)度機(jī)械性能的電解質(zhì)隔膜，用“大力出奇跡”的方式，壓制電池內(nèi)部枝晶的生長，使其無法刺破隔膜。
??“通俗地說，電解質(zhì)膜更‘耐造’，電池也更‘皮實(shí)’?！毖邪l(fā)團(tuán)隊相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，經(jīng)過第三方檢測，這款電池已具備了可以應(yīng)用的實(shí)力。目前，電池處于小試線試制及驗(yàn)證、中試線建設(shè)階段，電池模組作為人形機(jī)器人的動力電池已完成兩批次交付。
??研發(fā)緊扣實(shí)際需求
??將培育新質(zhì)生產(chǎn)力落到服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展上
??“從2020年落戶以來，我們就秉承科教產(chǎn)一體化的發(fā)展思路。我們認(rèn)為，新質(zhì)生產(chǎn)力要落地，核心還是服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展?！惫枮I工業(yè)大學(xué)重慶研究院副院長柯瑞表示，作為新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，研究院致力于服務(wù)產(chǎn)業(yè)化，特別是把原創(chuàng)性、顛覆性創(chuàng)新成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。
??目前，哈爾濱工業(yè)大學(xué)重慶研究院有職工300多人，其中核心團(tuán)隊40余人，包括兩院院士5名、國家級人才15人，教授級專家30人，具有博士及副高級職稱以上103人。研究院招收的第一屆研究生也將于今年9月入學(xué)。并且，依托研究院成立的明月湖·紫丁香科創(chuàng)園已經(jīng)孵化科技型企業(yè)約100家，年產(chǎn)值過億元。
??柯瑞介紹，下一步，在繼續(xù)做好科創(chuàng)成果轉(zhuǎn)化的同時，作為重慶培育軟件人才“超級工廠”的成員之一，研究院還將深入了解長安望江工業(yè)集團(tuán)等成員單位軟件人才需求，建立“核心素養(yǎng)+能力本位+成果導(dǎo)向+持續(xù)改進(jìn)”的產(chǎn)教融合型人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)出具備多元化知識結(jié)構(gòu)、具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、能夠跨學(xué)科工作的精技術(shù)、懂管理、善協(xié)作、能創(chuàng)新的復(fù)合型人才，為培育新質(zhì)生產(chǎn)力提供更多人才支撐。
