邓宇君 机械与动力工程学院博士生一年级
邓宇君,一位娇小玲珑的湖南妹子,与她搭档的另一位也是来自交大机动学院车辆工程专业车身所的邱殿凯,他们就是本届挑战杯特等奖的“一种高效、低成本的质子交换膜燃料电池用金属双极板”团队。谈起参加挑战杯,邓宇君觉得还是一个比较偶然的机会,“那时候大概是09年底,我和邱殿凯学的是制造类的专业,对于汽车发展的前沿有比较多的关注,在一次报告会上了解了环保汽车领域燃料电池的发展碰到的瓶颈和阻力,这引起了我们很大的兴趣,并且正好我们对此有些奇特的想法,然后就决定两个人一起做着试试看了。”没想到,这最初的念头在两年后为两人带来了挑战杯特等奖的桂冠。
“1+1大于2”
说起这个特等奖团队,有太多不同,队员性别不同,研究课题和本身专业不同,研究内容和传统理念不同,而这所有的不同,凭借着一股子对研究的兴趣和坚持竟都奇妙地融合在一起,产生了“1+1大于2”的效果。
从前期研究到后来的备战挑战杯,其间的工作量着实不小,对于两个人的团队还是一个不小的考验。邓宇君对此却乐在其中,“由于我和邱殿凯有一个比较明确的分工,我呢,是女生,所以主要负责总体设计和展示,他是男生就主要负责实际工作中做出产品并解决实际问题。男女搭配,干活不累。”由于合理的分工,很快,两个人的专长优势和工作效率都体现了出来。虽然是两个人,科研进度一点儿不比别的团队慢。
当被问及平时如何展开讨论时,爽朗的邓宇君笑道,“吃饭喝茶是我们展开讨论的常用形式,金属板表面改性镀膜的想法就是邱殿凯看到烧饭时的刀具联想到金工实习时的刀具尝试出来的。”但要说起两个人讨论时最喜欢的话题就是“试试看”,有什么想法都试试看,结果常常带来意外的惊喜。前沿科学的交叉运用是这个项目成型的关键,两人虽然都是机械制造类专业,但并没有囿于自身专业而是借助自身专业的知识很好的解决了电化学材料专业的工程问题。就以冲压介观尺度下的反应流道为例,增加电极板的体积功率密度和生产效率一直是一个很难解决的问题。传统情况下都是采用铣削工艺来加工,这就导致流道较粗,且加工慢的缺点,而更加有效的冲压工艺却因为电极板尺度较小,容易导致极板出现破裂。而他们两人凭借其所研究过的介观尺度下的冲压理论对这个问题进行设计,计算机仿真,并最后获得理想的反应金属极板。一旦突破了这个障碍,电极板的效率和规模生产的问题就都解决了,原来要是铣削一块石墨板可能要花20~30分钟,反应效率还不是很乐观,现在冲压一块他们的金属板只需要几十秒钟。
女生学工别有优势
无论是在参赛答辩还是应对采访,笑盈盈的邓宇君似乎成了团队的发言人,她笑道,你们不知道吧,其实女生学工别有优势呢!常年以来制造业对于女性就业一直有些偏见,社会上的传统看法对于女生深造颇多微词。一方面制造企业对于女性的就业门槛较高,另一方面社会上读研后成为“剩斗士”的剩女们也不在少数。
面对这样的问题,正处硕博连读阶段的邓宇君却有自己的看法。如今高精尖科技领域,男女比例严重失调,在她看来就是女性的机会,“因为男女各有优势,就拿这次的挑战杯来说吧,邱殿凯在表达能力方面就不如我,女生本身就给人亲和的感觉,向人阐述一些专业理论问题的时候,能够更容易让人接受。这在以后与生产厂家沟通交流过程中是不可或缺的,对现实知识转化为生产力将起到重要作用呢。”此外,她还觉得女生的直觉特别适合科学研究,“像这次电极板的‘一板三用’构型就是我凭直觉灵光一现想到的”,结果一试果然可行,之后再经过充分的理论和实际的证实,这类直觉的和科学的结合在历史上并不少见,“所以我觉得女生读研有自己的优势,如果觉得自己有能力读研,喜欢研究,就应该坚持。”
让知识转化为现实生产力
当前燃料电池的研究主要分为金属极板电池与石墨极板电池两个方向,由于传统的石墨板在强度,反应效率,体积控制,规模生产方面存在很大的缺陷,而金属极板电池的抗腐蚀性,流道设计等诸多方面存在难题,使得燃料电池始终没有得到大规模的应用。
这次他们设计制造的金属极板燃料电池,不仅克服了传统燃料电池的局限,而且在各项性能上都大幅超过了市场上主流的石墨极板电池。他们通过独特的金属极板整体流道设计实现一板三用,极大地降低了工艺复杂性,节约了材料并节省了电池空间,降低成本的同时提高了电池效率;通过自己所学的专业微细制造知识,成功的制作出了拥有介观尺度流道的金属极板;通过金属表面改性兼顾防腐性与接触电阻性能;通过自动化装配技术改进了金属极板连接变形的问题。
目前他们的一些技术已经申请了国家专利并获得公开,相关技术受到上汽集团的关注并建立了联合研究课题。
挑战杯已经成为历史,但对于这个二人组而言,科研的道路才刚刚开始。说道挑战杯过程中最大的收获,邓宇君觉得就是创新的勇气,想到什么先别急着否定自己,试一试说不定就可以。相信这份勇气也将陪伴着他们在未来的道路上取得更大的成绩。