高校作为科技创新的策源地,如何突破实验室与生产线之间的壁垒,将科研成果转化为现实生产力?近年来,中北大学能源与动力工程学院(以下简称“能动学院”)以需求牵引、平台支撑、机制创新为路径,大力推进学科交叉融合,形成智慧能源技术与系统、新型储能技术等10个重点研究方向,去年又成功获批全省能源领域第一个博士点,不断汇“智”出击,以科技创新引领产业创新,走出了一条产学研深度融合的特色道路。
从打造低空飞行动力系统研究团队,到联合省内外重点企业与研究院所建立中北大学空天动力技术研究院,从下一代新能源电池关键材料国产化替代研究,到新型固废资源高值化利用技术实践……一系列成果的背后,是能动学院紧扣我省产业转型需求、搭建开放协同平台、优化成果转化机制的生动实践。
打造低空飞行动力名片
近年来,我国低空经济进入快速培育阶段,产业环境持续优化,产业链基础不断完善,正逐步成为驱动产业创新与升级的重要力量。我省聚焦国家通用航空业发展示范省建设目标,持续打造低空经济、通用航空等战略性新兴产业,发展态势良好。
“作为飞行器的心脏,低空飞行动力是推动通用航空产业与低空经济持续发展的助推器,也是中北大学动力装备相关学科实现深度产教融合、实现跨越式发展的一次难得的机遇。”能动学院副教授王强介绍,学院拥有一支实力强劲的中青年低空飞行动力研究团队,依托能源与动力工程国家一流本科专业以及动力工程及工程热物理一级硕士点与一级博士点,20余位专职教师长期专注于该领域的基础应用研究,积累了丰富的研究经验,也取得了不菲的成绩。
唐洪飞研究员团队近五年获批动力相关领域科研项目30余项。团队牵头的重点型号空天动力课题,成功研发完成先进发动机,并获批建设省部级研究平台1个,获授权发明专利十余项。这些成果不仅提升了学院在该领域的科研实力,也为全省低空经济发展提供了有力的技术支撑。
针对我省在通航动力系统设计、研发、制造等方面的短板,能动学院专家团队充分发挥高等院校在基础研究、技术研发方面的优势,探寻优化通航动力系统路径,打造中北大学低空飞行动力名片。该院瞄准200kg以下推力涡喷发动机、100-200马力活塞发动机等产品,联合省内外多家重点企业与研究院所,在动力系统设计、制造、应用等方面形成深度产学研合作;以低空飞行动力系统为主要研究对象,建立中北大学空天动力技术研究院;以产品研发为牵引,持续加强中北大学空天动力系统设计、试验能力,在设计软件、仿真软件、发动机试验平台等方面形成自主产权;以研究院为主体,加强行业标准研究、在低空飞行领域、通航动力领域打造行业名片,并最终实现装备认证能力。
搭建氢能产业合作平台
作为加快发展新质生产力的新动能,氢能清洁高效、应用领域广泛。我省拥有丰富的焦炉气和煤化工尾气资源,焦化产能丰富,制氢条件得天独厚,氢能产业发展基础良好。如何构建开放协同的创新生态,合力解决制约氢能消纳和并网的难题,对充分释放氢能价值意义重大。
能动学院打破实验室与产业间的“孤岛”,通过搭建多元平台,推动创新链与产业链不断融合。实验室里的一次次技术突破,在促进氢能产业发展、能源绿色转型的道路上起到了关键驱动作用。
记者了解到,中北大学在氢能技术基础与应用领域具有较为丰富的研究积累,先后建有省级氢能技术研究平台四个。其中,由能动学院郭丽研究员带领的“高效储制氢技术与应用山西省重点实验室”,作为山西省内氢能技术研究的主力军和排头兵,始终面向国家重大需求和山西产业转型发展迫切需求,开展前瞻性、系统性基础应用研究,涵盖电解水制氢、固态储氢、氢燃料电池和氢安全等领域,近五年承担科技部重点研发计划、国防重点项目等国家和省部级纵向项目40余项,科研成果产业化落地及专利转化10余项,在发展新质生产力、驱动山西省能源转型方面起到积极示范作用。
能动学院专家团队还积极融入区域创新体系,联合地方政府与企业共同开展氢能产业化研究和实践,也取得阶段性成果。
“氢能储运作为整条产业链中的‘卡脖子’环节,一直制约着氢能产业的规模化发展,随着相关技术的突破,固态储氢技术在储氢密度和本征安全性方面优势明显。”能动学院副教授张钊介绍,目前团队已具备固态储氢材料吨级/年的规模化量产能力,形成了从高性能固态储氢材料设计制备到储制氢系统集成优化的一系列专利技术成果,定制开发满足客户使用场景需求的储氢材料体系及低压固态氢源系统解决方案,研制出从百瓦级到千瓦级氢能应急电源装备,开拓了基于固态储制氢技术的军民融合创新应用场景,相关成果荣获中国创新创业大赛山西赛区一等奖等荣誉,为下一步深化区域合作打下了坚实的基础。
持续深耕固态电池领域
近年来,我国新能源汽车产业飞速发展,相关领域诸多难题亟待破题。能动学院教授王慧奇团队从原材料供应、电池制造到终端应用,全方位剖析产业发展情况,确立自身发展定位:锚定下一代新能源电池关键辅材国产化替代的发展方向,专注于新能源电池正负极材料分散剂和粘结剂领域研究,持续深耕固态电池领域。
在研发过程中,该团队加大对实验设备的投入,自主研发部分关键设备,有效提高了实验精度和效率。同时,主动与产业界对接,通过参加行业展会和研讨会,展示研究成果,加强与企业的沟通与合作。经多轮技术攻关,团队成功研发出具有自主知识产权的新能源电池分散剂配方,性能达到国际先进水平。目前,该产品已进入市场进行小批量试用,获得客户高度认可,为实现国产化替代奠定了坚实基础。
为推动新能源电池产业的智能化发展,王慧奇团队还积极建设智能化数字孪生平台。该平台整合了计算机科学、自动化控制、材料科学等多学科知识与技术,构建起涵盖电池设计、生产过程模拟、性能测试等全流程的数字孪生模型。在研发环节,它帮助团队快速验证新的电池设计理念和材料配方,大大缩短了研发周期,降低了研发成本;在生产环节,实现了生产过程的可视化和智能化控制,有效提高了产品质量稳定性和生产效率;在产业生态构建方面,吸引了众多上下游企业和科研机构加入,形成了以平台为核心的产业创新生态系统,促进了产业资源的优化配置和协同创新。
“一项研究成果从理论到现实,从技术突破到技术集成,从创新成果转化到规模化生产,是一个漫长的过程。”能动学院党委书记胡向明表示,学院将为科研人员创造更优条件,搭建更多产学研交流合作平台,推动科技创新和产业创新深度融合,让更多成果从实验室走向生产线。
本报记者姚毅