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【封面新聞】中國工程院院士潘復(fù)生:推動新型儲能發(fā)展已迫在眉睫

2024.04.07 瀏覽量:

在國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心的展覽室,眾多超大型鎂合金板材和型材令人矚目,也讓中國工程院院士、重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授潘復(fù)生倍感自豪:“像這款大型材,起初,許多業(yè)內(nèi)人士都難以置信,鎂合金型材竟能做得如此大而薄?!?/p>

20多年前,鎂作為輕金屬,其巨大潛力鮮為人知。如今,我國的鎂合金技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正迅猛發(fā)展,潘復(fù)生教授便是這一領(lǐng)域的領(lǐng)跑者之一。

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從中學(xué)臨時代課教師到工程院院士

19歲大學(xué)畢業(yè)、30歲晉升教授、55歲當(dāng)選中國工程院院士……在外人看來,潘復(fù)生院士已經(jīng)達(dá)到難以企及的高度。而這個高度的背后,凝聚著潘院士超過常人的勤奮與努力。


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△潘復(fù)生院士接受封面新聞專訪

1962年7月,潘復(fù)生出生于浙江蘭溪的花塘村。他回憶說:“童年時,上學(xué)要走一條曲折的小路,路旁水塘密布。每逢冬季,路面結(jié)冰,掉進(jìn)水塘是常事?!北M管環(huán)境艱苦,兒時的潘復(fù)生仍堅(jiān)持每天早上6點(diǎn)半前到校。

這段經(jīng)歷讓潘復(fù)生直到現(xiàn)在都還有感觸:“堅(jiān)持是成功的關(guān)鍵,無論道路多么崎嶇,只有堅(jiān)持走下去,才能達(dá)到目標(biāo)?!?/p>

1978年,16歲的潘復(fù)生考入合肥工業(yè)大學(xué)粉末冶金專業(yè)。在此之前,他已在當(dāng)?shù)匾凰袑W(xué)擔(dān)任臨時代課老師,教高中物理和化學(xué)。

當(dāng)時做代課老師,教學(xué)參考資料很少,一開始,潘復(fù)生站在講臺上很有些擔(dān)心,怎么教?

“我之前學(xué)的物理、化學(xué),側(cè)重于應(yīng)用知識,基礎(chǔ)理論知識掌握較少?!庇谑?,潘復(fù)生拜訪了不少有經(jīng)驗(yàn)的老教師,找齊了各個版本的課本,努力吃透每本書的內(nèi)容。有時遇到不懂的題目,他就走好幾里山路,求教剛畢業(yè)的大學(xué)生。早上出發(fā),弄明白問題后,時間差不多就是晚上。這時,只有掛在山頂樹梢上的月亮與他為伴,為他照亮回校的路。

在緊張的教學(xué)之余,潘復(fù)生還擠出時間準(zhǔn)備才恢復(fù)的高考。老天不負(fù)有心人,潘復(fù)生不僅較好地完成了教學(xué)任務(wù),還順利考入大學(xué)。

本科畢業(yè)后,潘復(fù)生又考取重慶大學(xué)冶金及材料工程系,在丁培道教授指導(dǎo)下攻讀碩士研究生。隨著研究的深入,潘復(fù)生的研究方向開始向鋁合金轉(zhuǎn)移,在西北工業(yè)大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間,導(dǎo)師也鼓勵他開拓新方向。

“鋁合金是一種輕量化材料,我也經(jīng)歷了我國鋁合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展從大到強(qiáng)的一個過程?!惫プx研究生的幾年時間里,潘復(fù)生努力學(xué)習(xí)知識,假期和周末也在做研究,取得了一批重要成果,他又先后到英國牛津大學(xué)、德國斯圖特大學(xué)、英國瑪麗皇后學(xué)院、日本千葉大學(xué)等知名院校留學(xué)、做學(xué)術(shù)交流。


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△潘復(fù)生院士參加學(xué)術(shù)交流活動

在親眼觀察國外院校和機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新體系、研究方法和方向后,潘復(fù)生覺得,是時候轉(zhuǎn)換一條賽道了。他說:“做創(chuàng)新之前,我們必須了解世界,了解別人是怎么做的。了解以后,才能知道你所要解決的問題和創(chuàng)新的方向?!?/p>

上世紀(jì)90年代,已是重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)教授的潘復(fù)生,決定選擇另一種輕量化合金——鎂合金做主要研究方向。這不僅是一次冒險(xiǎn),也意味著他將投身于一場前所未有的輕量化材料產(chǎn)業(yè)改革。

2001年,在潘復(fù)生的牽頭組建下,重慶市鎂合金工程技術(shù)研究中心在重慶大學(xué)成立;2007年,在國家有關(guān)部委的支持下,國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心掛牌成立,這也是目前國內(nèi)唯一一個以鎂合金命名的國家級研究平臺。

“潘院士對科研很投入,有一次,為了做熱處理實(shí)驗(yàn),他在實(shí)驗(yàn)室待了快十天,后來是因?yàn)橥k姴挪坏貌煌O鹿ぷ??!眻F(tuán)隊(duì)成員宋江鳳說,“每當(dāng)學(xué)生們在科研上出現(xiàn)困惑,我都會向他們講潘老師的故事。潘老師就是我們身邊的榜樣,我們都從他身上感受到正能量?!?/p>

多年來,潘復(fù)生院士團(tuán)隊(duì)完成了一系列國家級和國際合作項(xiàng)目,在輕量化節(jié)能產(chǎn)品、高塑性鎂合金、鎂電池、鎂儲氫等領(lǐng)域取得了顯著成果。他認(rèn)為,發(fā)展新型節(jié)能材料和新一代儲能技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和避免能源浪費(fèi)至關(guān)重要。


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△潘復(fù)生院士和團(tuán)隊(duì)成員們

NO.2

對話潘復(fù)生院士

針對我國能源發(fā)展現(xiàn)狀、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈的新型儲能發(fā)展以及未來儲能人才隊(duì)伍的建設(shè)等問題,封面新聞與潘復(fù)生院士展開了對話。

封面新聞:為什么要大力發(fā)展新型儲能?我國當(dāng)前的能源狀況如何?

潘復(fù)生院士:能源安全是國家的生命線,而“雙碳”目標(biāo)是黨中央作出的重大戰(zhàn)略部署。在這個背景下,保障能源安全面臨巨大挑戰(zhàn)。因?yàn)槲覈壳暗哪茉唇Y(jié)構(gòu)過度依賴煤炭,導(dǎo)致大量碳排放。中國當(dāng)前的碳排放量約占全球總量的30%。推動能源轉(zhuǎn)型成為迫切需求,而儲能問題則是能源轉(zhuǎn)型的核心之一。

目前,我國的光電和風(fēng)電裝機(jī)容量已占發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康娜种蛔笥?,但在能源結(jié)構(gòu)中,它們僅占百分之十幾的比例。這意味著近一半的光電和風(fēng)電裝機(jī)被閑置或浪費(fèi)。

要進(jìn)一步提高可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例,必須通過儲能技術(shù)解決光電和風(fēng)電不穩(wěn)定性和波動性問題。因此,國家和地方都應(yīng)將儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和儲能技術(shù)的突破視為經(jīng)濟(jì)工作和科技工作的重中之重。

封面新聞:也基于上述原因,您就選擇研究新型儲能方向?研究過程順利嗎?

潘復(fù)生院士:我最初以研究輕合金為主,包括鋁合金、鎂合金和鈦合金。在研究過程中,我發(fā)現(xiàn)鎂合金更為輕量化,密度比鋁合金低三分之一?,F(xiàn)在,鎂合金產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于全球數(shù)千萬輛汽車中。無論是鋁合金還是鎂合金,都是為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。而在能源轉(zhuǎn)型之前,這些輕量化材料在節(jié)能減排方面發(fā)揮了重要作用。


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△潘復(fù)生數(shù)十年如一日地潛心攻克鎂材料領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論與技術(shù)創(chuàng)新。

令我驚喜的是,在研究鎂合金的過程中,我們發(fā)現(xiàn)鎂合金還具有巨大的功能特性,特別是在鎂電池材料和鎂儲氫材料方面展現(xiàn)出良好的性能潛力。

傳統(tǒng)的氫氣儲存方式依賴于高壓氣罐,存在安全隱患,而鎂的固態(tài)屬性有望實(shí)現(xiàn)高壓低溫向常溫常壓的轉(zhuǎn)變,從而解決氫能戰(zhàn)略實(shí)施過程中的瓶頸問題。

目前,該領(lǐng)域的研究正在加速,一旦突破,預(yù)計(jì)在未來3—5年內(nèi)可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這一突破將對新能源汽車、信息產(chǎn)業(yè)和電動航空等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,并提升整個國家制造業(yè)的競爭力。

從更大的視角來看,儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于實(shí)現(xiàn)國家的“雙碳”目標(biāo)、推動能源轉(zhuǎn)型和實(shí)施氫能戰(zhàn)略具有重要意義。

封面新聞:作為西部地區(qū)唯一的能源凈輸入省市,重慶在儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上有哪些優(yōu)勢和發(fā)力方向?

潘復(fù)生院士:重慶具有獨(dú)特的地理位置優(yōu)勢,位于東部和西部地區(qū)的結(jié)合點(diǎn)。東部地區(qū)能源需求大,而西部地區(qū)可再生能源豐富。重慶可以發(fā)揮調(diào)控作用,平衡東西部能源需求。同時,重慶作為重工業(yè)基地,具備裝備和技術(shù)優(yōu)勢。在能源發(fā)展應(yīng)用方面,重慶可以吸引東部和西部地區(qū)的人才,組建綜合科技團(tuán)隊(duì)。


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△中國工程院院士潘復(fù)生

此外,重慶在新型儲能材料和技術(shù)的研發(fā)方面具備技術(shù)優(yōu)勢,甚至在某些領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。包括鎂電池材料、鎂儲氫材料以及新能源轉(zhuǎn)型的安全控制等方面。重慶還擁有國家級平臺和制造業(yè)基礎(chǔ),這些都為儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的條件。市場需求方面,重慶對儲能技術(shù)的需求更為迫切,重慶也需要有相應(yīng)布局。

從多個方面來看,重慶都具備整合各方力量,推動有組織的科研、產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用的潛力。當(dāng)然,這需要政府和管理部門協(xié)同配合,共同推動儲能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

封面新聞:在成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈的背景下,您如何看待川渝兩地合作發(fā)展新型儲能產(chǎn)業(yè),以實(shí)現(xiàn)1+1>2的效果?

潘復(fù)生院士:四川和重慶在儲能產(chǎn)業(yè)方面各有優(yōu)勢。四川的抽水儲能在全國具有重要地位,且技術(shù)隊(duì)伍強(qiáng)大。與此同時,重慶的制造業(yè)裝備技術(shù)隊(duì)伍也能為儲能裝備系統(tǒng)的發(fā)展提供有力支持。

從儲能材料的角度來看,新型儲能材料與傳統(tǒng)儲能產(chǎn)業(yè)的結(jié)合至關(guān)重要。四川在鋰電池生產(chǎn)方面已具備明顯優(yōu)勢,這將促進(jìn)新型電池和新型儲氫材料的發(fā)展。這種產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)性對整個行業(yè)的研究開發(fā)和應(yīng)用具有推動作用。

同時,成渝一體化作為國家級發(fā)展戰(zhàn)略,能獲得中央政府更多的支持。新型儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展涉及眾多新的標(biāo)準(zhǔn)、法律和規(guī)范。顯然,成渝一體化有助于在政策法律、標(biāo)準(zhǔn)上實(shí)現(xiàn)一體化推動,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為有利。

封面新聞:在儲能人才梯隊(duì)的培養(yǎng)及后續(xù)人才隊(duì)伍建設(shè)方面,您認(rèn)為中國有哪些優(yōu)勢及待提升之處?

潘復(fù)生院士:中國的科研開發(fā)與科技成果推廣應(yīng)用的最大優(yōu)勢在于制度優(yōu)勢,即集中力量辦大事。但近年來,這種優(yōu)勢逐漸減弱,導(dǎo)致一些重大技術(shù)問題未能得到根本解決。有組織的科研對顛覆性技術(shù)開發(fā)和先進(jìn)技術(shù)推廣至關(guān)重要。

首先,科研方向需符合國家重大需求。其次,科技人才隊(duì)伍的協(xié)同合作至關(guān)重要,團(tuán)隊(duì)成員需發(fā)揮各自專長,形成穩(wěn)定的人才隊(duì)伍,以推動科研開發(fā)、成果應(yīng)用和新產(chǎn)品推廣。

以我所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)為例,我們始終有組織地進(jìn)行科研和人才培養(yǎng),從結(jié)構(gòu)性鋁合金材料到功能性鎂合金材料的研究過程中,既體現(xiàn)了國際前沿的發(fā)展方向,更體現(xiàn)了國家需求,解決了成果轉(zhuǎn)化問題,推動了產(chǎn)品推廣,并培養(yǎng)了人才,建立了國家級平臺。在鎂合金領(lǐng)域,我們在國際上已產(chǎn)生了重要影響,獲得了重要話語權(quán)。

在團(tuán)隊(duì)中,我鼓勵科技人員保持研究方向的穩(wěn)定性,這是有組織科研的體現(xiàn)。由于人的精力有限,且每個人的特長不一樣,只有團(tuán)隊(duì)互補(bǔ)才能取得更好的成果,走得更遠(yuǎn)。


【記者手記】

謙遜、文質(zhì)彬彬,是潘復(fù)生院士給我們的印象。采訪時,他熱情地帶領(lǐng)我們參觀了位于重慶大學(xué)A區(qū)的國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心,為我們詳細(xì)闡述了鎂合金型材的獨(dú)特之處。對于外行我們的每一個問題,他都耐心細(xì)致地回答。而在其中,他其實(shí)并不想過多談?wù)搨€人的輝煌成就,更愿意于分享他深感興趣的學(xué)術(shù)話題。


訪問潘院士,我們又一次深切地感受到,每一項(xiàng)科學(xué)成就的取得,不僅需要完備的知識,更離不開堅(jiān)定的信念支撐。而把信念融入到國家科技發(fā)展的崇高事業(yè)中,就能一定能攀登上一個又一個科學(xué)高峰。