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为氢能源燃料汽车发展找到催化剂

2019-10-06 10:29 来源:未知 热度: 0 /
为氢能源燃料汽车发展找到催化剂

    他为氢能源燃料汽车发展找到催化剂

  ——记云南贵金属集团环境科技专项组技术负责人刘锋

  新能源汽车技术发展一日千里,更低碳、更环保的氢燃料电池成为新的能源利用方向。氢化学能直接转化为电能,催化剂是关键中的关键。

  “没有催化剂,就相当于计算机没有芯片。”云南贵金属集团环境科技专项组技术负责人刘锋博士从零开始,带领团队研发出国产氢燃料电池核心材料铂碳催化剂,打破了国外技术垄断,并使之产业化,不仅填补了国内这一领域的空白,也使我国氢能源燃料汽车产业的发展迈上一个新台阶。

  一个人开启一项研究

  从武汉科技大学毕业后,刘锋进入昆明贵金属研究所攻读硕士研究生,在这里接触到许多老一辈的专家,“他们的专业素质非常高,对科学的孜孜追求让我很受益。”刘锋决心走上科研道路。刘锋硕士毕业后又进入厦门大学攻读博士学位,进一步深造后回到昆明。

  2012年12月,刘锋入职的时候,新能源开发被提上日程。他看到了机遇,于是提出新能源氢燃料电池催化剂研究项目,“当时国际上已经有氢燃料汽车上市售卖,但此项技术在国内起步较晚,一些公司在做小规模开发,但是投入较少,发展缓慢。”

  “氢燃料电池是把氢气的化学能通过催化剂转化为电能。氢气的产物是水,有了水,就能提取氢。但是化学能转化为电能,催化剂很关键,我要做的就是寻找合适的催化剂,这是我一直以来学习的专业,也是我们企业的专长,这个项目,我们有先天资源优势。”

  但是对于这个研究,刘锋乃至云南贵金属集团都是从零起步。在项目成立之初,集团领导告诉他,这个项目没有人做过,没有经验可以借鉴。

  “要有坐冷板凳的心理准备。”刘锋抱定决心,潜心研究。“一个方案一个方案去论证,一个元素一个元素去对比。”从准备实验用的烧杯,到确定方案,再到着手实验,刘锋成了“孤独的斗士”。

  刘锋钻研了整整一年,每一个进步,他高兴得晚上睡觉都会笑醒。“我感觉做科研和人生一样,都是有起有伏,进入低潮期时做什么都不顺,但越是这个时候就越要沉住气。”反复实验之后,刘锋最终确定了铂碳催化剂的核心制备工艺,并通过反复的实验获得了最佳的优化条件。

  2018年11月,云南贵金属集团建成氢燃料电池铂碳催化剂生产线,这一研究项目进入市场化阶段。

  个人成就的背后是国家

  从2012年至今,刘锋在钻研项目的过程中,深切体会到了国家的发展对个人的影响。

  “若将铂碳催化剂放大30万倍,就能看到铂粒子像芝麻一样分布在碳颗粒的表面,分布是否均匀、粒径大小是否达标,是铂碳催化剂两个微观形貌指标。”这两个指标只能通过高分辨电子透射显微镜来观察,2012年,刘锋开始研究时,全省只有云南大学有一台高分辨电子透射显微镜。刘锋只能带着样品去云南大学做检测,但这里经常要排队,刘锋就把样品寄送到厦门、武汉等地的高校去检测。“出结果少的话15天,多的话要一个月,对实验周期影响很大。”

  这几年,国家在科研经费的投入上逐年加大,有了国家、省市各级的科研经费支撑,刘锋建起了研究团队,2017年,云南贵金属集团也购入了一台高分辨电子透射显微镜,“我从这样一个小的细节体会到国家对新能源的重视。”

  2018年,铂碳催化剂进入市场推广,和国外至少已经面世4年的成熟产品竞争。“去年夏天,我们有个客户从江苏过来,想验证催化剂的性能到底如何。我们带着设备去轿子雪山,验证海拔、氧气浓度和温度的影响。”刘锋记得,实验从下午6点多一直持续到第二天凌晨1点多,所有人又冷又饿挨到下山,所幸实验效果特别好,产品得到客户认可。

  这一客户现在已成为云南贵金属集团铂碳催化剂的主要客户,“一辆车催化剂的使用量仅为七八十克,他们的采购量达到公斤级。”刘锋说,“今年8月份实现单笔订单销售突破一公斤,算是铂碳催化剂产业化的一个标志。”

  这一突破不仅是刘锋研究项目的突破,还是云南贵金属集团氢燃料电池催化剂研究的突破,更是我国新能源汽车发展的一个里程碑。“目前中国90%的市场份额被日本和英国的两家企业垄断,我们是国产化产品的第一家,客户反馈来的信息显示,我们产品的性能已经超过了国外产品。”刘锋预估,到今年12月份,铂碳催化剂的销量有大提升,2019年,已成为氢燃料电池催化剂国产化元年。

  项目成功了,刘锋很兴奋,“作为一个科研人员,开发一种产品并应用,在国家层面实现产品从无到有,并能与国外产品竞争,这是对自我价值的认可。”

  现在,刘锋正在对铂碳催化剂第二代产品的研发生产做准备。他深知,自己的成功离不开国家的发展。“我幸运地抓住了国家发展新能源的机遇,国家的各项政策和经费支持给了我一个施展的空间,如果没有这些,哪怕我把冷板凳坐穿,都不会有结果。”(记者 辛亚洁)

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