平均20歲 河科大學子在氫能賽道上點亮“中國芯”

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，高校青年學生是科研創(chuàng)新的有生力量。習近平總書記指出，要勇于創(chuàng)新，深刻理解把握時代潮流和國家需要，敢為人先、敢于突破，以聰明才智貢獻國家，以開拓進取服務(wù)社會。

在“雙碳”目標引領(lǐng)下，清潔能源技術(shù)成為國家戰(zhàn)略需求。氫能，被譽為“終極能源”，其綠色制備的核心技術(shù)——電解水制氫，而催化劑便是電解水制氫技術(shù)的“核芯”。我國電解水制氫產(chǎn)業(yè)長期以來受制于高效催化劑的技術(shù)瓶頸，關(guān)鍵貴金屬催化劑（如鉑）依賴進口且價格高昂。在河南科技大學，一支平均年齡僅20歲的本科生團隊，以非凡的勇氣和扎實的科研攻關(guān)，在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了關(guān)鍵突破。

“卡脖子”的痛點就是我們的起點

“實驗室里一次次討論，文獻中看到國外技術(shù)的壟斷和高昂成本，我們心里就憋著一股勁：為什么不能用更豐富、更便宜的材料做出同樣甚至更好的催化劑？”團隊核心成員、材料科學與工程學院大三學生梁嚴方回憶道。2022年初，在課題組老師的啟發(fā)和鼓勵下，幾個志同道合的學生萌生了挑戰(zhàn)這一難題的想法。

他們的目標明確而艱巨：研發(fā)一種基于非貴金屬（如鐵、鈷、鎳等）的高效、穩(wěn)定、低成本電解水制氫催化劑，替代昂貴的貴金屬催化劑，打破國外技術(shù)壟斷，為我國氫能產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展貢獻力量。

從實驗室構(gòu)想走向工程驗證

“想法很美好，但過程充滿挑戰(zhàn)。”團隊技術(shù)負責人、材料科學與工程學院大三學生谷冬琪坦言。催化劑的性能提升涉及復雜的材料設(shè)計、精準的合成控制、嚴苛的性能測試。從篩選材料體系、優(yōu)化合成工藝，到構(gòu)建測試裝置、進行上千小時的穩(wěn)定性驗證，每一步都凝聚著團隊的智慧和汗水。

“最艱難的是性能反復不達標的那幾個月。”團隊成員李燦回憶，“我們幾乎試遍了文獻中提到的方法，但效果總是不理想。是團隊成員的堅持和指導老師的鼓勵，讓我們靜下心來，重新梳理機理，從微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控入手，最終找到了性能提升的關(guān)鍵路徑。”那段泡在實驗室、日夜輪轉(zhuǎn)的日子，成為他們最寶貴的成長經(jīng)歷。

“中國芯”催化劑破繭成蝶

經(jīng)過近兩年的不懈努力，團隊成功研發(fā)出一種具有獨特納米線結(jié)構(gòu)的新型非貴金屬復合催化劑。實驗數(shù)據(jù)令人振奮：該催化劑在關(guān)鍵性能指標上達到了國際先進水平，不僅制氫效率媲美部分貴金屬催化劑，其穩(wěn)定性和壽命更是表現(xiàn)優(yōu)異，而成本僅為傳統(tǒng)貴金屬催化劑的幾十分之一。

“這意味著我們在電解水制氫這一清潔能源制取的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，擁有了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、且具備顯著成本優(yōu)勢的‘中國芯’解決方案！”團隊指導教師、河南科技大學魏教授激動地評價，“他們的工作不僅實現(xiàn)了技術(shù)突破，更重要的是證明了我們年輕一代在解決國家重大需求方面的潛力和擔當。”

在科研沃土中拔節(jié)成長

“這個項目帶給我們的遠不止一項成果。”梁嚴方深有感觸地說，“從文獻調(diào)研、實驗設(shè)計、動手操作，到數(shù)據(jù)分析、論文撰寫、項目答辯，我們經(jīng)歷了完整的科研訓練。面對失敗學會了堅韌，解決問題鍛煉了思維，團隊協(xié)作更讓我們理解了‘1+1>2’的力量。最大的收獲是明白了什么是‘把論文寫在祖國大地上’。”

目前，該團隊的成果已申請多項國家發(fā)明專利，發(fā)表多篇相關(guān)研究論文。團隊也獲得了“挑戰(zhàn)杯”等多項省級以上創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽的重要獎項。更令人欣喜的是，目前已有多家相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)對他們的技術(shù)表示了濃厚的興趣，探討合作轉(zhuǎn)化的可能性。

帶著這份寶貴的科研經(jīng)歷和家國情懷，團隊中的畢業(yè)生有的選擇繼續(xù)深造，立志在新能源材料領(lǐng)域深耕；有的則投身于國家重大工程和新興產(chǎn)業(yè)，決心將所學服務(wù)于國家發(fā)展需求。

這支年輕的河南科技大學本科生團隊，用他們的智慧和汗水，在氫能這一關(guān)乎國家能源安全和綠色發(fā)展的賽道上，點亮了一顆耀眼的“中國芯”。他們的故事，是萬千中國青年學子心懷“國之大者”、勇攀科技高峰的生動縮影。新一代的“追光者”，正在用創(chuàng)新書寫屬于他們的時代答卷。