周国泰:搞科研要大协作 不能像“狗撒尿”

2011-9-14 14:24 来源: 科技日报
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  9月7日一大早,记者如约赶到北京西直门北大街一幢楼的第5层。正对楼梯口的墙上“周国泰院士工作室”赫然醒目。

  一位身着笔挺军装的将军迎上前来握手,东北人,男中音,精神矍铄,快言快语。他,就是记者要交的科学家朋友,刚刚研发成功“高能镍碳超级电容器”的领军人物、中国工程院院士周国泰。

  稍坐片刻,周院士便亲自陪我们一起乘车直奔天津,在那里试驾以“高能镍碳超级电容器”作为电源的电动汽车,探访建在天津的“周国泰院士实验室”。

轻轻地来又轻轻地去

  天津军事交通学院,绿树掩映。

  科研楼前停放着一排电动“家族”,有小轿车、有摩托车、有中巴车,车身上都有“高能镍碳超级电容车”的标识。

  周院士让人打开小轿车的前机盖,只见一个黑色的“大方盒子”,接着又打开后备箱,又见一个黑色的“大扁盒子”。“这就是超级电容器。它的循环寿命在5万次以上,充上电从天津跑到北京,没有问题。”技术人员话里透着自信。

  周院士领衔的科研团队给他们的“孩子”取了一个名字,叫“高能镍碳超级电容器”。其奥秘在于采取了综合性能平衡设计思路,巧妙地将活性碳材料引入镍氢电池负极,即一个电极采用电极活性碳电极,而另一个电极采用电容电极材料或电池电极,实现了普通超级电容器与电池结合为一体,从而兼有一般超级电容器和蓄电池的优异性能。

  技术人员还给我们上了一堂技术课,详细解读了“高能”和“超级”:它的体积和重量比容量是目前车用超级电容器的10倍,已接近锂离子动力电池比能量的三分之二。其标准检测寿命在5万次以上,实际使用充放电循环已达1.5万次,是蓄电池的25—100倍,且充电10分钟可达到其额定容量的95%以上,大电流放电能力强,能量转换效率高。同时具有良好的高低温性能与环境适应性,使用温度范围可在-40℃至70℃,即便过充或短路也不会导致致命危险,安全可靠还实现了零排放。综合运营成本大大低于蓄电池,比锂离子电池降低80%以上。经天津市科委组织的专家鉴定,其技术达到国际先进、国内领先水平。

  “你们开开体验一下。”记者早已按捺不住,打火、起步、上路,提速、减速、刹车,行走在秋日的阳光下,听不到燃油发动机的轰鸣,没有了冒烟的尾气,轻轻地来又轻轻地去,爽!

“他们想我,我也想他们”

  体验了一把驾驶,记者随周院士走进实验室。

  实验室像是工厂的生产车间,里面安装了用于实验的各种微型设备。周院士说,多是自己设计的“土造”。一旦进入中试基地,就放大成现代化的生产线了。

  技术人员都在埋头干着手里的活儿,一丝不苟。中间桌面上摆放着不同规格的电容器件,技术人员的任务是把散件封装进铁壳里,光是铁壳口的焊接,就有几道工序:先是一道点焊,然后是连焊,最后要把四面封紧。封好的电容器件大小不等,根据实验车的需要而定,规格共有3种,最大的有砖块大小,最小的和小瓶“二锅头”差不多,上端都安有一个瓶子口粗的“大螺丝”。周院士说,这是特为大电流充电设计的,一般的接点“扛不住”。

  “高能镍碳超级电容器”的所有数据和检测结果,均出自于实验室,来不得半点儿马虎。负责人刘兴前介绍说,“高能镍碳超级电容器”一项重要指标就是环保,不能对人体有伤害。

  他讲了一件事:“我们的产品,要用一种塑料壳,可是强度不够。一家小企业听说了,找上门来,提出他们可以用玻纤加入塑料壳中提高强度。周院士一听差点儿发火。他严肃地说,这个项目宁可不搞,也绝不能用玻纤。玻纤这种东西万一吸入人的嗓子、肺里,是要得癌症的。他另辟蹊径,查阅大量资料,终于搞出一种新材料,解决了强度问题。”

  紧临的房间是另一个实验室。一台改装的发动机“轰轰”地运转,喷着淡淡白雾。周院士说,这是在做空气动力试验,将来的车电都可以不用了,用压缩空气作动力就行。一位操作人员向周院士汇报,发动机转速每分钟已达2600转,超过了改装前的转速。达到这个水平,完全可以用在公交车上。

  实验室里停放着两辆用于空气动力试验的公交车,金龙牌,车身上“天津公交 标价两元老年人免费乘车路线”的字样清晰可见,车牌号分别为津AE7731和津AE1623。一看就是“原汁原味”。

  公交车顶上摆放着一排黑色瓶子,类似医院用的大氧气瓶。周院士说,这是铝内胆全缠绕复合气瓶,瓶体为碳纤维材料,装满压缩空气为汽车提供动力。经过试验,时速可达120公里。记者问是否安全,周院士回答得很干脆:“我们做过多次实验了,甚至用子弹打都不会爆炸。碳纤维,安全得很!”

  技术人员见到周院士特别高兴,纷纷赶来在实验室合影留念。周院士说,我们这个团队各有分工,我的任务是解决用什么材料储电量最大,怎么实现大电流充放电;他们的任务是设计什么样的电路,怎样把电引出来。前者他们不会,后者我又不懂,谁也离不开谁。“几天不见,他们想我,我也想他们。”

“搞科研不能像‘狗撒尿’”

  往返于京津之间,一路上记者和周院士探讨他成功的奥秘。

  谁也不会想到,这项重大成果竟然没有申请国家立项。

  记者追问原因。

  “这就是我的科研主张。”周院士直言不讳,“搞科研的人,你的成果能不能用很关键。我追求的是出了成果能很快产业化。忙于立项,整天跑项目,时间搭不起。一个创新课题提出来,你要立项,就得应付繁琐的论证,不说核心技术,人家说你不行,来回扯皮,最后干不成。‘高能镍碳超级电容器’我们从2008年开始搞,两三年做出来了,人家看了有用,就会有人投资,就会支持你。只要是领先的成果,不在于立不立项。”

  话题转到了如何创新上。

  “搞科研不能像‘狗撒尿’。”周院士此言一出,引得听者哈哈大笑。

  这是一句土话,但比喻颇为贴切。周院士解释,狗走几步就撒尿,为什么,有人说是作识路标记。其实不然,它是在宣示,这地盘是我的。搞科研,这样能出成果吗?

  科研要小核心、大协作。周院士说:“科研领头的人,好比是蜘蛛,可以织一个大网,联合起各方面的专家组成团队,协同攻关,否则,很难出成果。一个人很难成为万能的专家。比如说我的实验室,别人想用,免费,甚至还管饭。但我也有一个条件,你的实验室也得对我开放。目前我们已和7个实验室达成了协议,等于我有了7个实验室。我的团队也不是几十人,而是几百人、几千人。不然,我们那么多项目怎么做得过来?”

  记者问周院士还有什么科研新闻最近要发布,他如数家珍地列举了一番。不料又叮嘱了一句:“这些还不到说的时候。”