深夜的實(shí)驗(yàn)室里，“宜見氫芯”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、湖南汽車工程職業(yè)大學(xué)車輛運(yùn)用學(xué)院學(xué)生唐維正和伙伴們一起，全神貫注地研究一片薄如蟬翼的膜材料。一旁攤開的實(shí)驗(yàn)記錄本上，寫滿了密密麻麻的參數(shù)與修正備注。

對(duì)團(tuán)隊(duì)成員來(lái)說(shuō)，這樣的夜晚只是過(guò)去一年里最普通的一個(gè)切片。15名分別來(lái)自儲(chǔ)能材料工程技術(shù)、新能源汽車工程技術(shù)、汽車檢測(cè)與維修技術(shù)、信息安全技術(shù)等8個(gè)專業(yè)的學(xué)生，因?yàn)檫@片特殊的薄膜聚在了一起。

這片薄膜的學(xué)名叫陰離子交換膜。在氫燃料電池領(lǐng)域里，它是最核心的部件之一，直接決定了電池的性能與穩(wěn)定性。膜的厚度雖然只有70微米，等同于一根頭發(fā)絲的直徑，其作用卻相當(dāng)于電池的“肺”，能夠讓氫氧根離子在其中有序穿梭，產(chǎn)生電流。

“最初接觸陰離子交換膜，是在課堂上了解到氫能產(chǎn)業(yè)前景廣闊，但核心膜材料技術(shù)壁壘高?！碧凭S告訴記者，長(zhǎng)期以來(lái)，主流的質(zhì)子交換膜技術(shù)合成路線幾乎被國(guó)外企業(yè)壟斷。進(jìn)口膜不僅供貨周期長(zhǎng)，而且必須使用鉑、銥等貴金屬催化劑，導(dǎo)致它的價(jià)格堪比黃金。要想擺脫“卡脖子”的困局，就必須蹚出一條關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化的路來(lái)。

“國(guó)產(chǎn)替代的核心目標(biāo)是掌握自主工藝，擺脫外部供應(yīng)鏈?zhǔn)`。職業(yè)院校注重動(dòng)手實(shí)踐，這正是我們的優(yōu)勢(shì)！”團(tuán)隊(duì)成員們一拍即合，決定啃下這塊“硬骨頭”。

為了降低應(yīng)用成本，團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，選擇了陰離子交換膜這個(gè)賽道。它的優(yōu)勢(shì)在于可以使用鎳和鐵等非貴金屬催化劑，擺脫對(duì)貴金屬催化劑的依賴。但陰離子交換膜之所以沒有成為行業(yè)主流，主要原因正是它存在傳導(dǎo)率低、耐堿性不足、適配性單一等一系列痛點(diǎn)?！暗欠催^(guò)來(lái)想，如果這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟，哪還有我們突破的空間？”唐維說(shuō)。

目標(biāo)已經(jīng)確定。而在通往目標(biāo)的路上，沒有任何捷徑，只有一次又一次的碰壁、跌倒，再重新站起來(lái)。團(tuán)隊(duì)最先遇到的“攔路虎”，是書本上那些深?yuàn)W理論的壁壘。成員們剛開始翻閱文獻(xiàn)時(shí)，往往只能看懂一些表面的機(jī)理分析，但摸不清背后的邏輯。于是，以涂嘉慧、李洪峰等人帶頭的技術(shù)小組從頭學(xué)起了高分子物理學(xué)。

“這些學(xué)生很勤奮，每周都會(huì)定期來(lái)找我答疑?！眻F(tuán)隊(duì)技術(shù)指導(dǎo)老師、學(xué)校儲(chǔ)能材料工程技術(shù)專業(yè)負(fù)責(zé)人李泉說(shuō)，“在學(xué)校的支持下，北汽集團(tuán)首席技師吳端華、中車集團(tuán)首席技能專家肖乾亮、時(shí)代新材科技質(zhì)量部工程師鄧家豪等多位技能大師也成為他們的‘后援團(tuán)’，為大家解答實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題。”

理論的山可以靠勤勉去爬，而實(shí)驗(yàn)的關(guān)，考驗(yàn)的卻是心智的堅(jiān)韌。長(zhǎng)期耐堿穩(wěn)定性測(cè)試，是整個(gè)研發(fā)過(guò)程里最磨人、最不能出錯(cuò)的一關(guān)。一方面是國(guó)內(nèi)外測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，文獻(xiàn)里的數(shù)據(jù)很難直接拿來(lái)橫向?qū)Ρ葏⒖?；另一方面，膜在堿液中浸泡過(guò)后，內(nèi)部殘留的堿液特別難清洗干凈，但又會(huì)直接干擾檢測(cè)，而且這項(xiàng)測(cè)試周期長(zhǎng)達(dá)幾千個(gè)小時(shí)，要是中途樣品不小心破損、污染，前面所有的投入全部白費(fèi)，實(shí)驗(yàn)得從頭再來(lái)。

為了攻克難關(guān)，團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持在兩個(gè)關(guān)鍵細(xì)節(jié)上死磕。第一個(gè)難點(diǎn)是堿液殘留清洗。涂嘉慧回憶，“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室打地鋪，輪班守在儀器旁，熬夜優(yōu)化清洗流程，硬是熬了一個(gè)禮拜才把殘留干擾問(wèn)題解決?！钡诙€(gè)難點(diǎn)是樣品保護(hù)與長(zhǎng)期值守，數(shù)千個(gè)小時(shí)的測(cè)試容不得半點(diǎn)差錯(cuò)。團(tuán)隊(duì)成員就輪流值守實(shí)驗(yàn)室。大家互相打氣支撐，一點(diǎn)點(diǎn)完善前處理與測(cè)試方案，最終大部分樣品順利通過(guò)了這項(xiàng)嚴(yán)苛的長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試。

靠著這份堅(jiān)持與協(xié)作，團(tuán)隊(duì)挺過(guò)了上百次的失敗。與傳統(tǒng)商用陰離子交換膜相比，他們推出的新型膜實(shí)現(xiàn)了“高效率、長(zhǎng)壽命、低成本”的設(shè)計(jì)目標(biāo)，可廣泛適配燃料電池等主流氫能應(yīng)用場(chǎng)景。

“這個(gè)項(xiàng)目緊跟時(shí)代發(fā)展，市場(chǎng)前景廣闊，團(tuán)隊(duì)合作能力強(qiáng)，是一匹具備潛力的‘黑馬’！”在株洲市“創(chuàng)贏未來(lái)”創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目展示交流活動(dòng)中，評(píng)委對(duì)項(xiàng)目給予了高度評(píng)價(jià)。

從實(shí)驗(yàn)室的小片膜到工廠量產(chǎn)膜，中間還隔著一條巨大的鴻溝。為此，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)規(guī)劃了藍(lán)圖：在擬成立的創(chuàng)業(yè)公司里，由李洪峰擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)，確保產(chǎn)品持續(xù)迭代與創(chuàng)新；李一順擔(dān)任運(yùn)營(yíng)行政總監(jiān)，負(fù)責(zé)日常管理與流程優(yōu)化；唐曼莎擔(dān)任營(yíng)銷總監(jiān)，負(fù)責(zé)精準(zhǔn)對(duì)接客戶需求。

“目前，項(xiàng)目已先后獲得湖南省科技廳、株洲市石峰區(qū)、株洲國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的資金支持，并入選湖南省首批大學(xué)生創(chuàng)新大賽重點(diǎn)培育項(xiàng)目。”團(tuán)隊(duì)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)老師王哲介紹，“同時(shí)，中車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司、豐日電氣集團(tuán)也分別向團(tuán)隊(duì)提出了采購(gòu)計(jì)劃。”

“在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展這個(gè)宏大的敘事里，我們或許做不了最前沿的理論突破，但可以著眼工藝實(shí)操，攻克實(shí)驗(yàn)里一個(gè)個(gè)細(xì)小的難題?！崩詈榉逭f(shuō)，“未來(lái)，我們將深耕高端新材料國(guó)產(chǎn)化賽道，助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型?！保ㄖ袊?guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)記者 陳文靜 通訊員 黃佳莉 劉永超）