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创新氢能科研 倾情培养人才

　　自从工业革命以来，能源成为人类赖以生存的重要基础，但随人类对于煤炭石油等化石能源的过度开采和使用，造成二氧化碳等气体的过量排放，导致了全球变暖和环境污染问题，发展新能源已成为大势所趋。氢能作为一种新能源，具有清洁无污染、可持续利用的特点，应用领域十分广泛，包括储能领域(如可再次生产的能源规模储能、加氢站、备用电源等)和高铁、地铁、车辆等交通领域，被冠以未来能源、终极能源的美誉。那么，氢能会是人类的终极能源吗?

　　这个问题，就由四川大学材料科学与工程学院、新能源与低碳技术研究院吴朝玲教授来回答，作为一名深耕储能领域的巾帼科研人，她现已在储氢材料及氢能技术、燃料电池连接板等领域从事研究20余年。这些年来，吴朝玲还主持了国家、省部及其它项目30余项，为我国氢能的科研与教学人才教育培训做出了卓越贡献。本期就让我们走近吴朝玲教授，来一场关于氢能源的探索之旅，深入去了解她的科研人生。

　　出生于1974年的吴朝玲，自小对于科研就无比憧憬，她在学习上也投入了大量精力。1993年，她以优异的成绩考入成都科技大学金属材料系，在学校里，她更努力地学习知识、打牢基础。1997年至2003年，她进入了四川大学材料科学与工程学院攻读硕士和博士学位，师从涂铭旌院士。四川大学氢能材料研究课题组成立于1998年，吴朝玲从2000年就开始研究氢能材料了。

　　潜心科研求真知，不负热爱放光彩。博士毕业后，吴朝玲留校任教，先后担任四川大学材料科学与工程学院讲师、副教授、博士生导师、教授。四川稀土钒钛资源极为丰富，为课题组利用镧、镨、铈轻稀土和钒、钛金属研发储氢材料提供了最基础的物质基础。在贮氢材料及贮氢系统的开发项目中，她作为副组长，全程参与并负责材料规模化生产关键技术的研发。

　　据吴朝玲介绍，储氢材料研发是氢能产业中最困难的课题之一，这是因为氢气的密度极小，需要大幅度降低其体积并且确保高安全储存和运输。在研究中，吴朝玲的核心工作是低压固态储氢，主要开展钒基贮氢合金研究开发、固态贮氢系统的研制。她表示，固态储氢具有本征高安全性及高的体积储氢密度等优势，有望解决氢能产业高压氢气储运遇到的瓶颈问题。钒钛基储氢合金可逆储氢量达2.5wt%以上，是目前常温工作有效储氢量最高的储氢合金，具有巨大的应用前景。

　　虽然在氢能研究方面取得了一系列技术突破，但吴朝玲深刻认识到，钒基储氢合金的工程化应用长期受制于金属钒的昂贵价格(250万元/吨)，因此研究成果无法大范围的应用。如果采用80钒铁等中间合金(20万元/吨)，就可以将原材料的成本降低90%以上，但同时也出现新的问题，钒铁中存在的0、Si等杂质严重损害了钒钛基储氢合金的可逆储氢容量和循环寿命。

　　对此，吴朝玲和团队在全球首创V-Ti-Cr-Fe四元储氢合金新体系，结合真空脱气及镧铈轻稀土净化等技术，有效实现了脱氧除硅、BCC主相及晶界的精细调控，使可逆容量从1.6wt%提升至2.5wt%以上，且循环1000次后，容量衰减率7%。同时，轻稀土高的化学活性竞争性调制了合金表面致密性Ti02的吸氢惰性结构，使钒钛基储氢合金无需高温活化即可在常温快速吸氢。该项成果入选了2023中国稀土十大科技新闻，对我国氢能产业未来发展具备极其重大影响。成果通过中电联组织的成果鉴定，达到国际领先水平，具有巨大应用前景，为钒基储氢合金的工程化推广应用奠定了坚实基础，有望充分的发挥我国钒钛及稀土资源的优势。同时，四川大学与企业合作已完成了生产线的建设，推动了钒钛基储氢合金技术在云南电网、中船712所等单位的应用，被央视等媒体报道。

　　目前，随着我们国家“双碳”战略的实施，节能低碳成为主流，吴朝玲在此基础上为实现“氢经济”的目标奋斗着，这是以氢为媒介储存、运输和转化的一种未来的经济结构设想。她表示，限制氢能产业高质量发展的重要问题是加氢站基础设施建设，加氢站的建设成本以及安全性是氢能产业高质量发展的瓶颈。相对于其它商业储氢方式，固态储氢具有低压、体积小以及安全性高等优点。而他们研发的V-Ti-Cr-Fe四元合金在同类固态储氢产品中综合性能最优，性价比最高。现已有多项专利和专有技术实现成果转化。随着固态储氢大范围的应用，国内外已经实现了多个领域的商业应用示范，如：公交车、物流车、军用潜艇以及小型交通工具等。同时，在国内外均有固态储氢作为大规模储能的示范项目，为我国氢能储运装备发展提供了重要支撑。

　　潜心科研结硕果，躬耕教坛育繁花。二十多年来，吴朝玲不仅在科研领域建树颇丰，在教学领域也颇具特色，她在教学过程中将理论教学与实习实践深度结合，在新能源创新人才教育培训上取得了优秀的成绩。

　　作为拥有20多年教龄的高校教师，吴朝玲的教学从来不循规蹈矩，她深刻认识氢能作为前沿技术，其教育学生的方式决不能囿于传统。作为四川大学材料科学与工程学院新能源材料与器件教学研究中心副主任，她和教学团队通过近10年的探讨和践行，开发了一套适用于氢能技术的课堂内外教学模式。

　　在教学中，吴朝玲带领团队对四川大学新能源材料与器件专业本科阶段的教学计划来优化，在《新能源概论》《电化学基础》等专业课程基础上，开设《氢能技术》《氢能与燃料电池》《氢能与氢电耦合》等课程，由浅入深地为学生打造了一套完整的知识体系，在硕博士阶段也增设了《氢能科学与技术》等专业课程，与氢能在新能源材料与器件专业中高起点的教学地位高度匹配。

　　为了拓展学生的国际化视野、培育学生的创新思维能力，吴朝玲十分注重引导和实践，她以“分享”为主要教学手段，分享生活、分享工作、分享科研，并将课堂教学与氢能国际发展前沿相结合。她鼓励学生积极互动和交流，对问题进行解析与讨论，开拓发散思维。她还申请为新能源材料与器件专业学生开设国际课程周，邀请国内外氢能领域专家来校授课。总之，在吴朝玲的悉心教导下，她的学生养成了独立思考能力与创新实践能力，在国家级、省级大学生创新创业大赛中取得了优异成绩。

　　为了推广氢能技术，吴朝玲积极推动“氢能技术”作为四川大学全英语授课品牌课，于2016年正式上线四川大学课程中心网络站点平台，为学生提供课件、视频、题库等资源。2019年，吴朝玲和教学团队制作了中文版《氢能与燃料电池》，在中国大学MOOC网上线人，成为新能源相关专业热门课程。此后，他们还根据该类课程面对的学生群体特点，添加了英文字幕，更新了习题库等。作为中国首门，也是目前国内唯一一门氢能相关慕课，该课程于2023年9月在学堂在线平台正式上线，现已正式入选全国首批工程类专业学位研究生在线示范课程，受到了氢能相关学者与爱好者一致好评，逐步扩大了氢能技术的推广范围。

　　此外，吴朝玲还积极做出响应“科学家(精神)进校园行动”，她用实际行动助力新时代中小学科学教育工作。目前，她受四川省教育厅和四川省科协委托参加“科学家百人千场进校园”科普活动共10场，2023年举办4场，2024年已举办4场，观众近万人，受到了成都市教育局、中小学师生认可和赞誉。

　　2024年4月16日，新时代卓越书记校长“落实教育强国战略，培养拔尖创新人才”专题研讨会暨四川省新时代中小学卓越校长培养计划小学校长班(第四批)开班仪式在成都市树德中学举办。教育主管部门相关、专家学者、前期校长班学员，以及全国相关省市中小学书记、校长、教师代表等450人参加。吴朝玲在会上做了“创新人才培养从娃娃抓起”的主旨报告，她以氢能后备人才培养为例分享了中小学创新人才培养的方法，她对未来中小学创新教育的进步和发展寄予了期望，并鼓励中小学和大学创新教育的沟通融合，为基础教育高质量发展贡献力量。

　　迄今，吴朝玲负责主持国家、省部及其它项目30余项，参与10余项，做为主研人员参与产业化项目2项。现已发表论文160余篇，授权专利17项，出版教育部材料类教指委规划教材1部，专著1部。由于优秀的成果和突出的贡献，吴朝玲荣获市级科技成果奖2次、国家级教学成果一等奖、四川省教学成果特等奖、四川大学五粮春青年教师优秀教学奖等多种奖项。她还因指导学生参加互联网+等创新创业竞赛获得国家级铜奖等多个奖项，荣获优秀指导教师称号。

　　辛勤耕耘结硕果，砥砺奋进谱新篇。现如今，氢能将成为国家战略性新兴起的产业的核心之一，其产业链已经显现，吴朝玲将继续坚守科研阵地、站好三尺讲台，创新研发、培养人才，大力推动我们国家氢能产业的发展。这条道路或许是曲折坎坷的，但披荆斩棘砥砺前行，吴朝玲坚信一定会到达光明的未来。