本网讯(校团委 易子涵 刘思迪)为深入学习贯彻党的二十大和二十届三中全会精神,推动我校学生积极争先创优,集中展现新时代我校学生的精神风貌,更好地以身边榜样引领学生成长成才,争做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年,奋力书写为中国式现代化挺膺担当的青春篇章。
安徽大学团委官微推出“校园人物”专栏,我们将聚焦校园中的各类人物,带你走进他们的世界,聆听他们的故事。在这里,你将看到他们的奋斗与拼搏、坚持与梦想、成长与收获。今天,让我们一起认识“揭榜挂帅”特等奖团队。
近日,第十四届“挑战杯”秦创原中国大学生创业计划竞赛国赛相继在西安交通大学、北京航空航天大学、中国计量大学圆满收官。经过激烈角逐,安徽大学化学化工学院2022级硕士研究生姜雯舫负责的“高性能聚(芳基吖啶)膜助力AEMWE绿色制氢”项目荣获“特等奖”,指导老师为化学化工学院副教授葛倩倩、伍斌、苗继斌,学生成员分别为姜雯舫、陈蔚然、储晓瑞、程棵惠、李格格、陶善旺、杨正昊。
本次获奖项目赛题的发榜单位是深圳市星源材质科技股份有限公司,赛题为《可再生能源电解水制氢隔膜》,旨在从制氢性能、效率和技术成本方面研发高性能的隔膜并应用于电解设备中,推动规模化工业制氢技术的应用发展。该赛道要求团队,针对不同的电解水制氢技术,提出开发性能优异、高效、长寿命的高分子隔膜的方案,完成绿氢隔膜(包含ALK隔膜,PEM及AEM)的制备和测试。

围绕以上赛题,参赛团队主要从分子结构设计入手,引入促进π-π堆积作用的吖啶单元,结合嵌段结构对主链构型进行调控,构筑良好的亲/疏水微相分离结构,获得了高性能的嵌段型聚(芳基-吖啶-哌啶)阴离子交换膜(AEM),有效解决热碱稳定性差以及离子电导率与尺寸稳定性之间的trade-off效应这两大痛点。同时,创新性的采用新型连续流技术对聚合过程进行初步研究,相较于传统釜式反应,可以减少催化剂用量,提升反应温度,缩短反应时间,结合已掌握的大面积膜涂覆技术,有望实现AEM的规模化生产。该项目针对可再生电解水制氢隔膜的技术难题提出了创新解决方案,为开发高性能低成本的AEMs提供了全新可靠的技术思路,彰显了安徽大学在新材料制备领域的科研实力。
项目负责人是化学与化工学院2022级应用化学专业研究生姜雯舫,作为项目“掌舵人”,她以卓越的领导才能和扎实的专业素养,成为团队中的关键力量,肩负重任,尽显担当。在项目推进前期,姜雯舫花费大量时间潜心钻研项目资料,结合团队成员的专业特长和优势,精心规划每一个阶段的任务。每次分配任务前,她都会认真梳理思路,依据项目目标,考量下一步计划要达成的效果,确保任务分配合理、精准,让团队成员各司其职,有条不紊地开启工作。实验过程曲折多变,难题接踵而至。当实验进展不顺、测试结果出现偏差时,姜雯舫冷静思考,凭借自身过硬的专业知识,深入排查各个环节,精准定位问题所在,与队员们分享自己的分析和解决方案,组织大家共同讨论,集思广益,推动项目攻克难关,继续前行。在对外联络方面,姜雯舫同样表现出色。她积极与导师沟通,定期汇报项目动态,将导师的专业指导意见及时传递给团队成员。同时,她主动对接专家,认真聆听专家建议,并负责把这些宝贵的建议转化为切实可行的实践方案,为项目的理论研究与实验探索搭建起坚实的桥梁。

面对创新项目与学业的双重挑战,姜雯舫游刃有余。她深知二者相辅相成,以学业为主,在科研中洞察行业前景,为创新项目注入灵感,实现两者并行发展。回顾项目历程,团队协作与专业指导让姜雯舫感慨万千,团队成员齐心协力,导师和专家倾囊相授,让她深刻领悟到团队合作是科创路上的无价之宝。提及成功经验,姜雯舫分享两点:一是勇于探索、不惧失败,科研漫漫,遇挫不馁,坚持终迎曙光;二是依靠团队,集众人之长,借助各方力量,向着目标奋进。谈及获奖感受,姜雯舫难掩激动,感慨道:“这份荣誉是团队近半年努力的见证,大家在项目里收获了科研能力与经验,更重要的是我们凝聚一心。而我作为负责人,也在过程中成长了许多。”
整个团队的导师从事 “离子交换膜”的相关研究,“我的研究生论文课题也是这个方向,与选题内容十分吻合,而且前期也已经有了一定的研究基础。”姜雯舫这样说道。于是,在公司发榜后,姜雯舫团队首选对电解水产氢的研究现状及市场前景进行考查。在深入了解深圳市星源材质科技股份有限公司的基础上,他们进一步与合肥星源新能源材料有限公司的研发人员取得联系,具体熟知该企业在本次赛事中对电解水产氢隔膜的要求后,结合他们的科研基础方向,决定针对碱性电解水产氢膜展开研发。针对目前研究情况中制约阴膜发展的两大痛点,他们团队从结构决定性能的角度出发,筛选并设计了这一结构,经实验制备与初步表征,推断膜能够具有优异的综合性能,进而正式确立这一前沿研究项目。
在筛选单体与设计分子结构时,团队成员调研了大量相关的文献,从结构决定性能的角度进行分析,摒弃了传统不稳定的三甲胺式季铵盐以及聚芳基醚类主链,选择了热碱稳定性优异的哌啶类功能基团以及不含杂原子的聚芳烃类主链。通过初步实验得到了共聚型聚(芳基-吖啶-哌啶)AEM,在相关实验与性能测试下,证明该结构确实具有优异的热碱稳定性。随后,他们引入嵌段构型,并调控聚合物中的吖啶含量,进一步发挥嵌段聚合物固有的自组装作用协同π-π堆积次级作用,促进聚合物成膜过程中的微观相分离,保证热碱稳定性的同时,也最大化地提高AEM的综合性能,来应用于水电解池制氢隔膜。
当谈论到整个项目中遇到最大的技术难题时,姜雯舫提到,在超酸催化法分别合成疏水段和亲水段低聚物再进一步实现两个低聚物的聚合这一过程中,团队成员要不懈进行尝试,以持之以恒的决心与坚定不移的探索精神,通过多次精密实验,确定最佳反应时间,不遗余力采取多元化的研究方法和多维度分析视角,全面评估和确认是否成功合成了预期的嵌段结构。
姜雯舫研究团队一直致力于电驱动膜相关领域的研究,这次项目的成功更是激励他们坚定这一研究方向,让他们有更加饱满的科研热情投入下一步的研究。他们的辛勤努力和不懈追求,无疑将为突破科研难题、实现技术突破奠定坚实的基础,充分体现了团队对于科学探索的执着与热忱。

回望“挑战杯”一路荆棘载途,除了学院提供的硬件支持、葛倩倩老师、伍斌老师以及苗继斌老师的倾情指导,最不可或缺的是团队协作与团队精神。在这样一个涉及多种复杂技术的项目之中,团队之间合理分工协作,队长负责掌控全局,主要研究成员负责技术方面的突破,辅助研究人员更是团队坚强的后盾,团队成员各自发挥优势,分工明确,各司其职。在实验方案设计阶段,团队成员对方案设计有着不同的想法,针对这一分歧,团队及时通过一次开放讨论会议及小规模实验确定了最终的实验方案,不仅避免了分歧扩大,还提高了项目推进速度与质量,通过共同解决问题,团队成员之间的沟通更加开放和坦诚,建立了更深的信任,成员们更加团结,加强沟通,相互理解与支持,增强了团队的凝聚力。科研是一条漫长而复杂的道路,明确目标是保持团队凝聚力的基础,能够在感到迷茫时,回想起这些目标找回初心,增强动力,共同应对未来挑战。合理分工、良好沟通、明确目标、劲往一处使,团队成员为了比赛拼尽全力,是项目能够获奖的重要原因之一。

比赛只是新起点,未来还在路上!他们在赛场上展现出的创新精神、实践能力和团队协作精神,将激励着更多学子勇敢地踏上追求卓越、探索未知的征程。青衿之志,履践致远,未来,项目团队将保持逢山开路,遇水搭桥的精神,继续开展超酸催化微反应工艺的优化,提升电解水性能,实现高性能、低成本水电解池阴离子交换膜的安全、稳定、规模化生产,助力绿氢高效生产,为实现我国双碳战略目标贡献青春智慧与汗水。风好正是扬帆时,奋楫逐浪向未来,这是一场步履不停的青春挑战。


