一块巴掌大的膜,曾是国内氢能装备行业绕不开的“卡脖子”环节;如今,它成了学生手里的“作品”,也成了产线上的“产品”。近日,记者从宁波工程学院获悉,该校氢途膜法学生团队自主研发的QPAP系列高性能阴离子交换膜,已在多家氢能装备企业投入实际工况应用,装备运行成本最高下降46%,并获得总额350万元的意向订单;团队手握3项国家发明专利、发表9篇SCI论文,还孵化出学生创业公司。

■需求牵引:产业之痛成为育人之题
产教融合,起点在一个“真”字。氢能产业加速扩张,高性能阴离子交换膜长期依赖进口,供货周期长、采购成本高;国产膜材又普遍存在耐碱性能不足、服役寿命短等短板,传统膜材一年要多次更换,电耗居高不下。这道行业共性难题,正是学校眼中最好的育人素材——把产业痛点转化为学生科研训练课题,让学生在解决真问题中长出真本领。
课题立起来,学生动起来。为摸清真实需求,团队走访50余家氢能企业,累计开展460余次模拟实验,在真实工况下完成320余小时验证测试,一点点校准配方与工艺。“高端膜材依赖进口,就等于产业发展被别人攥住咽喉。”走访中企业负责人的这句话,被学生们记在了实验记录本的扉页上。
■真题真做:在实验室里学会“取舍”
与课堂习题不同,产业课题没有标准答案,只有约束条件。学校把膜材料的离子传导测试、强碱老化评价、原料成本核算等环节拆解成可教学、可复现的实训项目,让学生沿着“文献调研—方案设计—中试放大—成本核算”完整走一遍,每个环节都要自己拿主意。
学生在真实约束中学会取舍——既要室温离子电导率达到45.9 mS/cm,又要让80℃强碱环境5000小时老化衰减低于10%;既要服役寿命突破10000小时,又要把单价压到0.4万元/平方米。经Intertek天祥第三方检测,产品高温电导率达125 mS/cm,量产良品率92%。“从会做实验到会做产品,这一步是课堂里教不出来的。”团队指导教师说。
几项互相“打架”的指标,最终在一张膜上同时立住了(见表1)。
表1 QPAP阴离子交换膜主要性能指标
| 指标 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 室温离子电导率 | 45.9 mS/cm | 80℃高温条件下达125 mS/cm |
| 耐碱稳定性 | 5000小时衰减<10% | 80℃强碱环境老化测试 |
| 服役寿命 | >10000小时 | 电解工况实际服役 |
| 产品单价 | 0.4万元/平方米 | 较同类产品成本下降70% |
| 量产良品率 | 92% | 第三方检测 |
注:数据来源于第三方检测报告与实际工况验证。

■以创带就:一个项目长出一支队伍
产教融合的成效,最终要落在人身上。项目孵化出学生创业主体宁波氢膜科技有限公司,采用“自研核心树脂+外部代加工”模式推进转化,配方专利握在自己手里。团队现已手握3项国家发明专利,累计发表9篇SCI期刊论文,总影响因子79.1,构建起完整的自主知识产权壁垒。
更可贵的是人才的“溢出效应”:一批学生从跟着做、到独立做、再到带着做,成长为既懂材料又懂装备的复合型人才。从整理测试记录到独立承担子课题,学生在真实的科研节奏里完成了角色转换;有的选择继续深造,有的直接进入氢能产业一线,成为技术骨干。
■开放视野:把课堂延伸到国际前沿
产教融合的视野不止于国内。近期,德国亚琛市代表团一行到访宁波工程学院,重点考察学校新能源、氢能方向科研成果。亚琛是欧洲氢能与燃料电池技术重镇,代表团对QPAP膜的耐碱稳定性与低成本绿色制备工艺表现出浓厚兴趣,学生团队全程参与讲解与演示;双方就氢能材料国际联合研发、技术对标交流等开展初步探讨,为跨国科研对接埋下伏笔。

图3德国亚琛市代表团到访,学生团队现场介绍QPAP膜研发进展。(摄影:金曦)
■融合向深:让课程跟上产业迭代
下一步,学校将持续迭代膜产品,向工业制氢、储能等场景拓展,并把新工艺、新标准转化为课程与教材,推动“产业出题—师生解题—产业阅卷”的育人闭环常态运行,为浙江氢能产业链补链强链持续输送“新工匠”。
从产业痛点中找课题,在真实约束下做产品,再把做产品的人送进产业——这条“需求—课题—产品—人才”的闭环,正是产教融合最有说服力的注脚。
(供稿:宁波工程学院新能源学院“氢途膜法”科创团队通讯员:谭诗雨)

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