在国家“双碳”目标持续推进的背景下,绿色甲醇作为能源结构转型与二氧化碳资源化利用的重要方向,正受到广泛关注。为响应行业实际需求、强化学生工程实践能力,重庆城市科技学院由袁天宇、张泰乐、何磊等学生组成的青年科创团队,依托学校电路原理实验室、机械拆装实验室等实践平台,融合机械设计制造及其自动化、新能源科学与工程、电气工程等多学科优势,围绕绿色甲醇规模化生产中的关键问题,开展以实践为导向的技术探索。
团队成员来自新能源、电气、机械等不同专业,充分发挥跨学科互补优势,以贴合实际工况、学生自主动手、成本可控可复现为核心目标,全程参与项目调研、方案设计、装置搭建、数据采集与系统调试,探索绿色甲醇技术的本科实践路径。
为确保项目研发贴合真实应用场景,团队将企业一线调研作为重要起点。调研期间,团队先后走访重庆本地两家新能源科技企业,携带记录本与简易检测工具,进入生产车间和中试现场,实地观察电解水制氢装置及相关配套设备的运行状态。成员们仔细查看设备布线方式、控制柜信号流程、机械结构布局,并在技术人员指导下记录设备运行中的电压、电流、温度等基础参数。同时,团队主动向一线操作人员了解设备启停流程是否繁琐、控制响应是否及时、运行维护中哪些环节容易出问题。通过多轮交流,团队汇总了电解槽热管理响应偏慢、流量调节机构线性度不佳、控制系统操作界面不够直观等实际痛点,形成详实调研记录,为后续实验室验证提供了真实参照。
基于前期调研收集的问题,团队正式进入自主研发与动手实操阶段。结合本科阶段掌握的电气控制与机械设计基础,学生们自主完成了一体化实验平台的材料选配、结构建模、管路连接、电路布设与调试测试等工作。平台主要包括一套小型电解水制氢模块(学生自行完成电极组装与电解液配比)、一套基于继电器与温控仪表的简易控制系统,以及配套的数据采集与状态监测电路。整个平台的结构组装、气密性检查、电路焊接、传感器标定均由团队成员分工协作完成。学生们通过手动调节电解电流参数,反复测试不同工况下的系统响应情况,记录电压、电流、温度、气体流量等关键数据,逐步积累实验样本。
本项目产出的实验装置结构清晰、成本可控、电气接口开放,能够支持本科生完成从电解制氢到气路联动控制的全流程操作,直观理解“电—氢—醇”能量转换逻辑。从大学生科创角度来看,项目立足行业真实问题开展动手实践,既有助于弥补教学级绿色能源装备的短缺,也为国产小型化、教学化装置设计提供了学生层面的探索思路,具备较好的实践推广价值。
项目推进过程中,团队坚持“实践学习为主、技术探索为辅”的理念,将课堂理论转化为实际成果。成员们利用课余时间持续开展实验、调试与复盘,通过多次拆装结构件、调整控制参数、排查电路故障、整理实验数据,逐步积累了工程实践经验,提升了硬件搭建能力、数据分析能力和团队协作能力。在科研实践之余,团队还积极参与校内科创展示与技术科普活动,现场演示装置运行逻辑,讲解绿色甲醇基本原理,分享自主动手经验,带动更多同学关注新能源领域,营造了良好的校园科创氛围。
后续,团队将继续结合自身专业背景,围绕装置的控制稳定性、结构适配性、数据采集精度等方面开展持续优化,进一步完善实验数据体系,并继续对接企业了解最新工况需求,稳步提升装置的实用性与可推广性。团队将始终立足本科科创定位,踏实推进工程实践,以青年力量助力绿色能源技术创新发展。(重庆城市科技学院竹创空间供图)
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