吳朝玲：教研相長共推氫能產業發展

李孟飛

吳朝玲參加第十六屆世界氫能大會

氫氣作為一種極高能量密度的能源，擁有燃燒熱值高、產物清潔、可持續利用等優點。然而，作為新興的二次能源，氫氣不像煤、石油、天然氣等化石能源，它無法直接開采，必須通過制取獲得，這也使得一系列氫能產業關鍵技術難題相繼出現。儲氫材料研發是氫能產業中最為艱難的課題之一，四川大學材料科學與工程學院教授吳朝玲自2000年起就專注于儲氫材料與儲氫系統的開發，她用專注熱忱的科學態度把氫能應用從冷門領域帶入行業熱點，為我國氫能的研發與教學推廣作出了杰出貢獻。

以產業應用推動氫能發展

吳朝玲所在的四川大學氫能材料研究課題組成立于1998年，并在短短20年間完成了兩項重要科研成果的產業化轉移，對四川特色環境屬性的充分利用是其成功的根本原因。四川省稀土儲量豐富，僅次于內蒙古自治區包頭市，位居全國第二，輕稀土資源如鑭、鐠、鈰等極為豐富，這給課題組利用輕稀土研發儲氫材料提供了最基礎的物質保障。而在課題研究中，吳朝玲及其科研團隊以廉價、可產業化技術與實用性為導向，聯手當地企業振興發展川渝科技產業，在涂銘旌院士的指導下腳踏實地開發輕稀土高附加值產品。“相比發了多少篇高水平論文，我更想把科研成果寫在祖國的大地上。”吳朝玲注重科研項目的實用性，以博士研究為起點，為解決傳統鎳氫電池在-20℃～-50℃下放電性能較差的問題，與團隊一起研究開發出了無釹稀土LPC系貯氫合金。該材料可用于制造低溫儲氫合金和寬溫區鎳氫電池，能保證電池在低溫下為設備穩定供電，具備極高性價比，被評為稀土行業十大科技新聞之一，在業界引起了轟動。

博士畢業后，吳朝玲選擇留在四川大學，繼續釩基貯氫合金的相關研究。在貯氫材料及貯氫系統的開發項目中，吳朝玲作為副組長，全程參與并負責材料規模化生產關鍵技術的研發。其成果——高儲氫容量新型儲氫材料及配套儲氫技術可作為燃料電池的“后備油箱”，全面應用在我國重卡、艦船、重型機車等長距離物流與運輸等領域，為這些交通工具提供持久而輕便的能源供應。而在日常生活的市場場景中，貯氫合金又可作為極為優秀的儲存介質，以輕便、環保、安全為特征，制作充電寶、燃料電池電動車電源。據計算，儲氫材料制作的電源能量密度將是傳統鋰離子電池的3倍，在能量與輸出功率相同的情況下，儲氫材料供氫的燃料電池電源重量將大幅度降低，為人們的日常出行提供便捷。目前，該項目已實現初步產業化，并即將推向市場。

盡管氫能研究已在吳朝玲等科研人員的努力下取得重大突破，但受到成本制約，相關研究成果還無法在日常生活中廣泛應用。“制氫和運輸氫的兩大成本問題是阻礙氫能應用的兩座大山。”目前，國內每公斤氫氣價格約為72元，倘若想與汽油車形成相互替代，其成本至少要降至45元每公斤，這就對化石燃料制氫、電解水制氫技術與普及提出了極高要求。而在氫的儲存與運輸上，如何通過安全、經濟的手段減少在運輸與儲存過程中氫氣的損耗更是業界一大難題，這也是未來吳朝玲迫切要去攻克的方向。她希望通過研發儲氫合金早日解決液態儲氫、高壓儲氫帶來的泄漏與安全問題，讓氫氣率先成為我國的常備能源，不再因石油、天然氣的價格漲跌受制于人。懷揣著這樣的抱負與理想，吳朝玲在氫能研發道路上穩步前行。

創新教學模式培養高素質新能源人才

四川大學新能源材料與器件專業是教育部批準的國家級特色和特設專業及國家級一流本科專業，而氫能作為四川大學新能源專業人才培養的三大核心方向（光伏、蓄電池和氫能）之一，從2010年創立至今不過10年時間，就成為四川大學招牌專業。一個如此年輕的系別，如何在教學過程中拓展學生國際化視野，將理論教學與實習實踐深度結合，是吳朝玲任教過程中一直在思考的問題。

在吳朝玲看來，氫能技術的發展尚處于摸索階段，很多觀點存在爭議，在國際上并沒有達成共識，在這種情況下，任何新思想、新觀點都可能成為未來氫能技術發展的學科基石。因此，為了在教學中拓展學生的國際化視野，培養學生創新創業意識與辯證思維能力，吳朝玲摒棄了照本宣科的傳統教學方法，與化學電源教學團隊通過近10年的探討和踐行，開發了一套適用于氫能的課堂內外教學模式。在這套教學模式中，吳朝玲對四川大學新能源專業本科階段的教學計劃進行優化，在“新能源概論”“電化學基礎”等專業課程基礎上，開設“氫能技術”“氫能與燃料電池”等課程，由淺入深地為學生打造完整知識體系，在碩博士階段也增設“氫能科學與技術”等專業課程，與氫能在新能源專業中高起點的教學地位高度匹配。

吳朝玲指導學生參加中國國際互聯網+大學生創新創業競賽獲獎

值得一提的是，課程國際化也是該教學模式的重要內容。在新能源材料與器件專業氫能方向的常規教學計劃課程設置中，課程設置之初即為全英文授課，這為學生國際化視野的培養提供了基本保障。在課堂上，吳朝玲為鼓勵學生提出自己的想法，大膽開口與交流，將自己的觀點“想出來”“說出去”，她在課堂內外融入學生群體，與學生平等相處，將教師從課堂中的指導地位中剝離開來，注重引導和實踐。她以“分享”為主要教學手段，以故事的形式給學生講述其在生活、工作與國際會議中遇見的最新的、最有爭議的氫能發展觀點，拋出更多非標準化試題，設置口頭報告環節，給學生足夠的空間與時間對問題進行解析與討論，讓學生充分參與到課堂交流中來，將課堂與氫能國際發展前沿無縫對接。除此之外，在吳朝玲的申請下，四川大學還為新能源專業學生每年開設國際課程周（UIP項目），邀請張銳明、大山秀明、李海文等海外氫能領域的頂尖專家與領軍人物來校開設課程，努力推進人才培養國際化。在吳朝玲的指導下，她的學生形成了全面的獨立思考能力與極佳的創新實踐能力，并在各類省級、國家級大學生創新創業大賽中取得優異成績。

在氫能技術科普與推廣上，吳朝玲更是下了不少功夫。2016年，“氫能技術”作為四川大學全英語授課品牌課正式上線四川大學課程中心網絡平臺，為學生提供課件、視頻、題庫等資源。2019年，為讓氫能技術實現更大范圍的推廣，吳朝玲及其教學團隊制作了中文版“氫能與燃料電池”慕課，并在中國大學MOOC網上線，選課人數超7000人，一度成為新能源專業熱門課程。事實上，該課程作為中國首門，也是目前國內唯一一門氫能相關慕課，取得了氫能相關學者與愛好者的一致好評。與此同時，吳朝玲還出版了《氫氣儲存和輸運》一書，與衣寶廉院士主編的《氫燃料電池》等4本專著組成“氫能利用關鍵技術系列叢書”，進一步擴大了氫能的影響范圍。目前，吳朝玲還在編寫《氫能與燃料電池》等教育部材料類教指委規劃立項教材。

作為一門新興學科的教師，吳朝玲深知自己身上背負的重任。無論在科研、教學還是日常生活中都嚴格要求自己，做到德行如一。在她的教導下，四川大學氫能方向的學生既繼承了老一輩科學家的優秀道德品質，又在科研上求真務實、全方面發展。教研相長，相輔相成，以此推動團隊發展進入良性軌道。吳朝玲堅信，伴隨著越來越多年輕人的加入和成長，氫能產業必將會迎來發展的春天。