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新能源汽车道路上的梦想与求索

––记上海交通大学特聘教授、国家973计划首席科学家马紫峰
 

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  从读博士时进入燃料电池研究领域,到如今领衔氢电混合动力的新能源汽车国家973计划项目,马紫峰每一步走得都很踏实。2007年,他当选国家科技部973计划项目首席科学家,今年又接连入选上海市优秀学科带头人、宝钢优秀教师奖和上海交通大学特聘教授,硕果累累。马紫峰说:“电动汽车将是解决石油能源危机的途径,其中关键在于发展高能量密度、低成本和高可靠性的蓄电池储能技术。”对他而言,这是一个梦想,更是一种责任、一项使命。在新能源汽车的研究道路上,马紫峰孜孜求索着。

 

 

马紫峰教授近影


  从石油化工专业到新能源汽车研究

  从读大学的那一天起,马紫峰就与能源化工结下了不解之缘。1981年至1987年,他在浙江大学化工系石油化工专业读完了本科和硕士。毕业后,他进入华南理工大学化工原理教研室工作,担任《化工原理及实验》等化工基础课教学,带领学生深入工厂参观实习,并与企业技术人员一道完成干燥设备安装与调试。通过理论教学与实践结合,马紫峰对化学过程工业有了越来越深刻的了解,学养积累不断变得丰厚。

  90年代初,中国大地上涌动着市场经济的大潮,广州的商业气氛格外浓厚,马紫峰曾尝试过走校企合作的道路,但是他发现化工单元操作开发与企业的对接十分困难,要承接化工基础理论研究课题,突破很难。1992年,他重回象牙塔,成为华南理工大学当年仅有的5位博士新生之一。

  在导师林维明的指导下,马紫峰把博士论文的研究方向定为燃料电池电催化,研究燃料电池反应的核心技术。万事开头难,马紫峰所面临的问题是科研经费少,实验条件差。为此,他集中精力进行文献调研,先后发表了一系列综述性文章。1994年,他以在职博士研究生身份作为项目负责人获得国家自然科学青年基金和广东省自然科学青年基金,为深入开展了燃料电池电催化基础研究工作奠定了基础,也激发了他日后从事新能源汽车研究的热情。读博士期间,马紫峰与导师合作完成了专著《燃料电池系统》,成为90年代以来具有代表性的系统介绍燃料电池技术的著作。《燃料电池系统》使马紫峰在我国燃料电池领域崭露头角。

  1996年11月,联合国开发计划署(UNDP)委托国家科技部进行“中国燃料电池公共汽车发展潜力研究报告”。当时我国的燃料电池研究刚刚开始,他们慕名找到马紫峰,邀请他作为项目中方专家加入项目研究。作为最年轻的专家组成员,也是来自高校的唯一代表,马紫峰随科技部领导赴德国、美国、加拿大考察学习,在奔驰汽车公司看到了世界上第一辆燃料电池原型样车,到宝马、保时捷、通用、杜邦、巴拉德等公司接触了最前沿的燃料电池科技信息,不仅学术视野大为拓展,也看到了中国发展燃料电池的机遇。马紫峰对自己以后的新能源汽车动力系统研究方向更加明确。

  在校长热诚邀请下加盟上海交大

  1997年3月,国务院科技领导小组第三次会议决定要制定和实施《国家重点基础研究发展规划》,针对国家重大需求的课题开展基础研究。随后由科技部组织实施了国家重点基础研究发展计划(简称国家973计划)。面对这一重大机遇,不少高校和科研院所都积极行动起来,希望牵头组织申报。1998年2月,上海交大召开燃料电池技术发展研讨会,邀请国内各方面专家为学校在燃料电池领域的发展把脉,马紫峰应邀参加,并在会上介绍了UNDP项目研究情况,时任校长谢绳武教授也参加了研讨会。

  回到广州之后不久,马紫峰收到了谢绳武写的亲笔信,诚邀他加盟上海交大。时隔十年,马紫峰依然记得这封信的诸多细节:为了不引起华南理工大学领导的注意,谢绳武没有用校长办公室的信封,而是用了物理系的名义。当时,马紫峰只是一位副教授、“土博士”,这番礼贤下士的襟怀让他大为感动,他感念谢校长知遇之恩,决意到上海交大发展。

  1998年10月1日,马紫峰正式到交大工作。当时,我校的化工学科相对薄弱,既缺少人才,又缺乏长远的发展规划。在时任党委书记王宗光等支持下,化学化工学院开始进行一系列改革。1999年2月,化工系恢复成立,来校不到半年的马紫峰被推选为系主任。这既显示了学校“不拘一格降人才”的气度,也是对马紫峰能力的高度肯定。2009年2月,马紫峰在参加一次会议时遇到老校长谢绳武,聊起当初召开研讨会和信件往来的情形,感恩之情溢于言表。此时,马紫峰不仅已担任整整十年的化工系系主任,也成为国家科技部973计划首席科学家。他对谢绳武说:“要是当初没有您的那封亲笔信,我不可能来到交大,就不会有眼前这样的平台和机遇。”谢绳武对马紫峰取得的成绩深感欣慰。

  “中国燃料电池发展历史的见证者”

  马紫峰参与完成的“中国燃料电池公共汽车发展潜力研究报告”为我国发展以燃料电池汽车为代表的新能源汽车奠定了基础。1998年以来,国家科技部863计划先后开展了“电动汽车”和“节能与新能源汽车”专项研究,投入十多亿资金。新能源汽车整车示范运行如火如荼,然而马紫峰并没有直接参与整车项目研究,他承担了国家“十五”863计划重点项目和国家自然科学基金重点项目,在燃料电池基础材料方面开展研究。他利用在美国能源部布鲁克黑文国家实验室工作期间开展的动力锂电池研究经验,结合燃料电池汽车示范中产生的问题,认为氢电混合动力汽车将是未来新能源汽车发展方向,动力电池将在新能源汽车发展中起到重要作用。

  2001年以来,马紫峰开展了一系列动力锂电池关键材料研究。他发明的一种磷酸铁锂正极材料制备工艺已经进入产业化,建成了年产15吨生产线。作为磷酸铁锂项目研究骨干的博士生廖小珍同学因在磷酸铁锂正极材料基础研究成果,获评我校化工学科第一篇上海市优秀博士论文,并荣获全国优秀博士论文提名奖。与此同时,马紫峰还在替代铂系贵金属燃料电池电极催化剂方面进行了深入研究,发明了多种替代催化剂,获得专利。他在燃料电池和动力锂电池两个方向上的研究积累,对氢电混合新能源汽车的认识愈加深入。2007年,马紫峰当选国家科技部973计划“电动汽车用低成本、高密度蓄电(氢)体系基础科学问题研究”项目首席科学家,联合上海交通大学与清华大学、浙江大学、复旦大学、厦门大学和中国科学院等单位,潜心解决氢电混合的燃料电池电动汽车基础科学问题,为未来新能源汽车发展探索一条行之有效的途径。

  2007年,马紫峰与加拿大、美国的燃料电池专家一起共同发起了中国––北美地区燃料电池科学与技术论坛,并作为会议共同主席,先后参加在加拿大温哥华和中国上海举行的两次研讨会。2009年8月在我校举行的研讨会汇聚了一百多位国际燃料电池专家与学者,探讨在金融危机下如何坚定信心,持续推进燃料电池国际合作研究。与会同行说,马紫峰教授是中国燃料电池发展的亲身参与者,也是这一历史的见证者,将来可以写一部中国燃料电池发展史。虽为笑言,却形象地道出了马紫峰在这一领域开创之功和领先地位。

 

 

马紫峰教授在实验室

 

 (撰文/摄影:董少校。)