校友文化

天南地北厦大人

叶思宇:燃料电池产业化的践行者

发布者: 发布时间:2020年09月14日 00:00 浏览次数:

叶思宇,bat365在线平台1978级化学系校友,1988年获得电化学专业博士学位。毕业后赴德国杜伊斯堡大学和加拿大魁北克大学做博士后深造,2000年受邀加入加拿大巴拉德动力系统公司。因在抗反极催化剂研发和其他领域的杰出贡献,2002年被破格提拔为巴拉德公司首席科学家。是国际公认燃料电池电催化和膜电极的领军人物,在电化学尤其是燃料电池方面具有30余年研发和产业化经验,为燃料电池的发展做出了重大贡献。2018年当选加拿大国家工程院院士。

选择厦大,结缘电化学专业

从中学开始,叶思宇就十分喜欢数学,由于1978年高考时化学成绩优于数学,他转向选择了化学,入读bat365在线平台化学系。大学期间,喜欢理科的他尽可能在化学领域选择与数学、物理相靠近的领域,最终确定了电化学专业。

(在第七届化学的创新与发展论坛暨田昭武院士九十华诞庆祝活动中做大会报告)

谈到厦大,叶思宇印象最深刻的是田昭武院士和钱人元院士两位恩师对他的深远影响。在电化学的第一门课上,时任bat365在线平台校长、中国电化学的拓荒者田院士讲授到边缘学科和交叉学科的发展趋势,让叶思宇认识到物理化学本身就是交叉学科,电化学更是如此。在田院士的建议下,叶思宇努力钻研有机化学和高分子化学的相关知识,一直坚持在交叉学科和边缘学科间努力。这就有了未来一切的开始。

回首往事,叶思宇仍旧清晰记得攻读博士期间,田院士虽因校长职务工作繁忙却仍不忘教学和科研,坚持每天到实验室。老师的言传身教,造就了叶思宇的治学精神。“选择什么并不一定是最重要的,重要的是选择完了就要好好学,并坚持下去”。

一次偶然的机会,在专家组对bat365在线平台一个重点实验室进行评审时,叶思宇结识了中国高分子和物理化学的泰斗钱人元院士。钱院士得知叶思宇的博士论文以导电高分子为课题后,欣然接受了田院士的建议,同意共同指导叶思宇的博士生课题研究。钱院士虽因工作原因远在北京,但仍旧十分关注其课题研究。为攻克远距离沟通问题,除了频繁的书信交流,在论文筹备过程中叶思宇也曾远赴北京,在中科院化学研究所花了一个多月的时间和钱院士探讨课题选定、研究内容和研究方法等具体问题。

叶思宇经常向两位导师汇报研究的进展情况,并提出自己发现的问题和解决问题的思路。在某种意义上,虽然二位院士没有太多的时间和精力去关注叶思宇课题的实际具体操作,但也恰好培养了他独立从事科学研究的能力。在博士论文筹备临近尾声之时,叶思宇处于即将匆匆赶往海外继续深造的紧张衔接期。田院士告诉他,科学研究是永远没有止境的,提出问题这件事本身就有很大的进步,能够独立提出新问题,就充分证明博士的学术研究水平。简单的一句话,影响了叶思宇后来在培养学生和带领团队时的态度,让他特别注重培养学生及团队的独立科研能力、发现问题能力和解决问题能力。提及导师的教导,叶思宇很是激动,“因为学习研究是一辈子的事情,如果不学会独立从事科学研究的话那就还没有真正掌握从事科学研究的要素”,这正是两位导师传授给叶思宇独立钻研的核心能力。

留洋海外,致力于燃料电池研究

1988年获得bat365在线平台电化学专业博士学位后,叶思宇远赴德国杜伊斯堡大学和加拿大魁北克大学深造。在杜伊斯堡大学,叶思宇体验到截然不同的教学方式。不同于国内偏向基础理论研究,有着丰富化工和材料研究以及产业化工作背景的导师Fritz Beck教授指导叶思宇如何将研究应用到产业中,“怎么把一个科研的成果向产业转化,不管是对社会还是对未来都一定会有非常重要的作用”。在德国导师指导下,他更关注课题选择、选题意义,以及产业化可能性。在加拿大魁北克大学求学期间,叶思宇协助导师Daniel Belanger参与了不少硕士生和博士生的指导工作,培养了自己传授知识和管理团队的能力。在国外留学的两段经历,促成叶思宇将燃料电池研究和产业化作为自己的努力方向。

(2007年9月叶思宇接待田昭武院士一行参观访问巴拉德)

2000年,叶思宇受邀加入加拿大巴拉德动力系统公司,致力于燃料电池研发和生产,因其在抗反极催化剂研发和其他领域的杰出贡献,2002年被破格提拔为巴拉德公司首席科学家。在叶思宇的带领下,巴拉德公司开发出世界最高水平的燃料电池催化剂,他直接领导了燃料电池核心组件膜电极的生产工艺过程开发,使巴拉德公司成为世界上极少数几个能大规模工业化生产膜电极的先进企业。叶思宇关于燃料电池电堆冷启动和耐久性技术的发明,从根本上推动了整个燃料电池产业的商业化进程。

作为燃料电池电催化和膜电极的领军人物,叶思宇深深认识到这项研究对人类未来发展的重要意义。一方面,人类面临着全球气候变暖所迫在眉睫的环保问题,需要更加干净清洁的出行方式,燃料电池和锂电池所代表的新能源的推广应用,对人类社会的发展具有重大的现实意义。另一方面,燃料电池使用氢为燃料,特别是在氢能结合太阳能和风能的情况下,是取之不尽用之不竭的新能源,因此燃料电池的研发、推广和应用有着无限广阔的前景。燃料电池从纯粹的科学原理到实现工业化生产已经有几十年的历史,已被广泛运用在航天、军用等方面,产生了巨大的经济价值和社会效益。如何进一步降低燃料电池的总体生产成本,是这个领域所面临的主要问题。

关于降低成本,从叶思宇多年的企业工作和国际合作经验来看,不仅仅是用廉价的东西作为替代品,而是通过材料和设计的革新以及过程的优化等科学技术发展来实现。只有这样,电池的性能和寿命才能在成本降低的基础上不被削弱,甚至能不断升级。这也正是叶思宇在燃料电池研究中所面临的一个巨大、且需不断克服的挑战。

辛勤的汗水和付出,30余年的积累和创新,叶思宇为燃料电池的发展做出了卓越贡献。2018年,他当选为加拿大工程院院士。

(2018年6月叶思宇当选为加拿大工程院院士)

回国创业,助推燃料电池产学研结合

谈论到燃料电池的发展,叶思宇总会提及膜电极,强调膜电极发挥的核心作用。膜电极作为燃料电池的“芯片”, 燃料电池里面所有的电化学反应、气体和水的传输以及质子—电子传导主要都是在膜电极上所进行的,因此其材料的选择和优化以及本身的设计和生产都极为重要。纵观全球,目前膜电极的研发和生产优势主要集中在国外,大量专利和技术只有少数几家公司掌握,国际上真正能够进行膜电极商业化的公司并不多。而国内,例如燃料电池汽车所需的膜电极,很大程度上依赖国外进口,在技术和产业自主化上存在着明显的短板。近年来很多国家已经对氢能和燃料电池的发展进行了规划和布局,我国也面临着新能源发展的契机。为此,叶思宇选择带领团队回国创业,致力于国产膜电极的自主产业化,为国家的新能源发展探索独立自主的创新道路。

2017年鸿基创能科技有限公司在广州落户。创办伊始,叶思宇就指出不仅要自主研发生产出膜电极,坚持膜电极的迭代更新,而且要加强产学研结合,打造一个完整的、自主的燃料电池产业链,培养更多的专业人才,保障国产膜电极的不断发展。

(2018年3月叶思宇参加鸿基创能膜电极项目竣工及HyKey 1.0 产品发布会)

在回国创业过程中,叶思宇感受到国家对燃料电池这样的高新技术及产业的倾斜和扶持,也发现国内存在着从科研到产业化断层、业界和学界连接不够紧密的问题。而燃料电池恰好是一个跨学科多领域的系统,需要材料科学和工程、电化学、热力学、机械和能量传输过程等多学科的知识系统组织。任何一个个人或公司都很难把燃料电池产业链的各个方面完全搭建好,因此需要加强企业和大学的密切合作,这也是叶思宇回国后不断努力的重要目标。

“国内有一个更好的平台”,叶思宇认为,中国燃料电池发展还有很多路要走,还有很多领域需要研究,中国的科研和产业化需要更加紧密结合起来。2018年将工作重心逐渐转移回国内后,叶思宇便积极参与到产学研搭桥引路的工作中,担任了华南理工大学、南方科技大学和中国科学院广州能源所的兼职教授/研究员,以及西南交通大学的荣誉教授,参与了多次学术报告会和产业高峰会,在广州成立了粤港湾大湾区(黄埔)氢能研发中心及院士工作站,一直在为国内燃料电池产学研结合贡献自己的力量。

(2019年6月叶思宇参加嘉庚实验室专家论证会)

提及母校,叶思宇认为厦大化学系在科学研究特别是基础研究方面十分出色,他也希望母校化学系未来不光在科学技术研究方面领先,更希望能够在研究和生产结合的产业化领域达到国际领先水平。目前,叶思宇正在与厦大化学化工学院探讨进一步合作的可能性,希望通过联合申报国家项目的机会,组建起能代表国内最高水平的科研团队,进一步推动bat365在线平台在燃料电池方面的研发。“这也算我回报母校的一种方式吧”。

【原音回放】

“研究是一辈子的事情,学会独立从事科学研究才能更好掌握从事科学研究的要素。”

(文/学生记者 殷菁雯; 指导老师/曹立新; 图/受访者提供)