今年7月，針對柴油車的國六標(biāo)準(zhǔn)將全面實施，與現(xiàn)行的國五標(biāo)準(zhǔn)相比，柴油車顆粒物的排放限值將降低67%。開了20多年柴油車的姚師傅曾憂心忡忡：“這還不算停運帶來的誤工費，這樣的損失太大了。”所以，當(dāng)南京科技職業(yè)學(xué)院的黃靖妍帶著他們研發(fā)、改良的鈰基添加劑找到他時，姚師傅做了“第一個吃螃蟹的人”。經(jīng)過柴油車實車驗證，該添加劑可有效降低柴油車顆粒排放30%。
姚師傅是江蘇省南京市六合區(qū)通高物流公司的貨運司機，十分注重環(huán)保，柴油貨車的尾氣曾經(jīng)是讓他最頭疼的難題。最早的柴油車都是一邊行駛一邊“冒黑煙”，當(dāng)有了用于過濾顆粒物的顆粒物捕集器，姚師傅就主動給車加裝上。裝上這種顆粒物捕集器，就像給尾氣管戴上了“口罩”，但這個“口罩”經(jīng)常會出現(xiàn)堵塞、失靈的情況。每次出狀況只能將車輛送去維修點進行液壓清洗，一次就要花費400余元。
21歲的黃靖妍是南京科技職業(yè)學(xué)院2018級輕化工程專業(yè)學(xué)生，她也關(guān)注到了這一問題。她查閱相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)，近年來，城市機動車尾氣污染問題中移動顆粒物的主要來源是使用柴油的道路機械及交通工具。帶著問題與思考，黃靖妍找到了班主任高強。80后高強2005年博士畢業(yè)，到南京科技職業(yè)學(xué)院任教前曾在多家上市公司負責(zé)研發(fā)工作。在高強的指導(dǎo)下，黃靖妍大量收集相關(guān)資料，尋求捕捉顆粒物的其他方法。黃靖妍發(fā)現(xiàn)，國外公司普遍采用向柴油中添加鈰基添加劑的方式控制顆粒物排放，甚至在柴油車上專門配置鈰基添加劑的專用儲罐。
反復(fù)實驗后，他們最終測定鈰基添加劑可有效降低柴油發(fā)動機尾氣顆粒物排放，清理尾氣管管路堵塞，節(jié)約燃油消耗大約5%。“我們首先要知道國外的公司是如何制成該添加劑的”，但與其相關(guān)的許多專業(yè)知識，黃靖妍此前從未接觸過。圖書館、實驗室、教室……黃靖妍過起了“三點一線”的生活。
精細化工技術(shù)專業(yè)的學(xué)生吳靚怡和黃靖妍組成了研發(fā)團隊，吳靚怡用課堂上所學(xué)的專業(yè)知識為黃靖妍答疑解惑，兩位不同專業(yè)的“小發(fā)明家”在不斷的交流中互相學(xué)習(xí)、完善方案。
經(jīng)過半年研究，他們還原了鈰基添加劑的工藝制作流程。通過沉淀、過濾、球磨等六道工序，項目團隊第一次制成了質(zhì)量合格的添加劑。為此，他們已進行了近百次實驗。隨后，黃靖妍團隊帶著研究成果前往學(xué)校附近的加油站、物流公司等地進行實地調(diào)研。但讓他們沒想到的是，使用柴油機的貨運車車主，竟無一人愿意使用鈰基添加劑。姚師傅就是其中之一。
原來，姚師傅他們對于該添加劑早就有所了解，已經(jīng)被國外公司產(chǎn)品高昂的價格“嚇怕了”。使用該添加劑，價格比修理經(jīng)常堵塞的顆粒物捕集器還貴出不少，成本問題成為推廣該添加劑的關(guān)鍵問題。
研究項目陷入了僵局。此時，班主任高強為團隊帶來了“強心劑”。原來，具有多年研發(fā)經(jīng)驗的高強了解到一種新型設(shè)備對于該工藝的優(yōu)化革新可以起到較大幫助。團隊成員采用了這種微通道反應(yīng)器，成功實現(xiàn)了鈰基添加劑連續(xù)流生產(chǎn)。對于產(chǎn)品粒徑較大的問題，團隊也采取了相對應(yīng)的措施，在高分子復(fù)合分散劑的幫助下，產(chǎn)品粒徑已成功縮小到6納米。
經(jīng)過技術(shù)優(yōu)化后，他們只需通過計量、連續(xù)流反應(yīng)、分液等三個步驟就可以將工業(yè)原材料鈰鹽制成供柴油車主使用的鈰基添加劑。運用常規(guī)工藝制作該添加劑需要15個小時的操作時間、500攝氏度的操作條件，經(jīng)過技術(shù)革新后，制作該添加劑只需要70攝氏度，持續(xù)1分鐘即可，大大縮短了添加劑制備的時間與工序。
讓黃靖妍感到欣喜的是，技術(shù)的革新也降低了成本。從前，生產(chǎn)一噸鈰基添加劑的成本為6萬元，現(xiàn)在，成本已降低至3萬元，且產(chǎn)量可提升至每年100噸。
姚師傅做了“第一個吃螃蟹的人”，他率先采用黃靖妍發(fā)明的添加劑。結(jié)果讓姚師傅十分滿意：“這樣不僅環(huán)保，也降低了貨車的能耗，真是一舉兩得。”
目前，該產(chǎn)品已稀釋添加至60余噸柴油內(nèi)，在100多輛柴油車中使用，累計行駛里程超20萬公里。
據(jù)介紹，該項目技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先，團隊已成功申報發(fā)明專利4項，先后榮獲“第七屆中國大學(xué)生高分子材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”一等獎等多個獎項。
在2020年12月9日的第十二屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中，該項目在全國2786所學(xué)校的17.9萬個項目中脫穎而出斬獲金獎。（左智越 李超）