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龚鸣:从氢气中寻找人类未来的能源解决方案 | “35岁以下科技创新35人”中国榜单专栏

2019 年 12 月 14 日,《麻省理工科技评论》公布了 2019 年“35 岁以下科技创新 35 人”(Innovators Under 35 China)中国区榜单。在本届…

2019 年 12 月 14 日,《麻省理工科技评论》公布了 2019 年“35 岁以下科技创新 35 人”(Innovators Under 35 China)中国区榜单。在本届榜单上,虽然缺失了“创业家”的身影,但是我们看到了许多在具有产业化潜能的领域坚持科研使命的获奖人,也看到更多散布在海外顶尖学术机构的科学家们,用自身不改初心的坚持努力,取得了世界级标竿成就的科研成果,其中有超过半数以上的获奖者,都取得了世界级的突破性研究成果与发现。我们将陆续发出对 35 位获奖者的独家专访,介绍他们的科技创新成果与经验,以及他们对科技趋势的理解与判断。

关于 Innovators Under 35 China 榜单
自 1999 年起,《麻省理工科技评论》每年都会推出“35 岁以下科技创新 35 人”榜单,旨在于全球范围内评选出被认为最有才华、最具创新精神,以及最有可能改变世界的 35 位年轻技术创新者或企业家,共分为发明家、创业家、远见者、人文关怀者及先锋者五类。2017 年,该榜单正式推出中国区评选,遴选中国籍的青年科技创新者。新一届 2020 年度榜单正在征集提名与报名,截止时间 2020 年 6 月 30 日。详情请见文末。


龚鸣

先锋者


龚鸣凭借其在能源转换领域取得的一系列成果,荣膺 2019 年《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”中国区得主。


获奖时年龄:30 岁

获奖时职位:复旦大学青年研究员
获奖理由:他从化学基础入手,解决能源转换中的多种问题。同时,为可用于实际工艺化、装备化的能源系统提供基础材料解决方案。


风能、太阳能、氢能源……这些人们已经耳熟能详的一个个名词,要让它们真正地落实到人们的生产生活中,科研学者在背后付出的工作或许很少有人了解。

 

复旦大学青年研究员龚鸣,他的研究领域集中于能源转换中的化学基础问题,并为工业生产提供可用于实际工艺化、装备化的基础材料解决方案他的一系列工作在过往得到了国内外同行的广泛关注,也被 BBC、ABC、CNN 等国外知名媒体报道。

 

龚鸣的主要研究在电解水产氢的方向,从化学角度来说,这是在能量上很难发生的一个过程,所以就要设计催化剂去降低反应所需要的能量。电解水的两极,一端在产氢,另一端在产氧,这两极各自需要各自的催化剂。国外中学的探究性实验课程就有相关内容,采用的是 9 伏的电池加上两根铅笔观察电解水的过程。而实际上,电解水产氢只需要 1.23 伏,关键就在于如何去设计催化剂了。

 

他利用无机纳米化合物与碳纳米管复合材料的策略,研制出了具有比传统贵金属基催化剂更高活性和稳定性的廉价镍铁水滑石相层状氢氧化物析氧催化剂和金属镍/氧化镍异质结析氢催化剂,并首次创制出 <1.5 伏的低成本、高效率电解水产氢系统,为未来氢能经济提供了有力支持。

 

而在 2019 年,被热炒起来的使用“水氢发动机”的青年汽车让公众对这项技术在心里打上了问号。针对于此,龚鸣表示目前氢能更多是一种未雨绸缪的阶段,当下过度炒概念属于拔苗助长。如果硬要从一些现实应用场景去推这项技术,可能会遇到很多问题。

 

龚鸣做科研项目的伊始,也是纯粹地从科学角度理解一些基本问题;而后,发现氢能具体在未来的能源系统中能做什么。他说:“从个人角度来看,氢能作为能源发展的话,仍需要一段路程。当下的能源体系更多基于碳基的,比如天然气、煤和石油,而氢能需要和太阳能、风能等可再生能源一起,才更能体现其在脱碳领域的作用。


图 | 龚鸣在颁奖典礼上做演讲(来源:DeepTech)


因为太阳能和风能作为便宜的可再生能源,都面临一个时间与地区性的分配问题;而氢能或许就是帮助其解决问题的关键。龚鸣设计了一种太阳能光电耦合系统;为实现可再生能源的有效存储,他将太阳能电池与电解水系统串联,首次实现了基于低成本材料的、具有 15% 太阳能到氢能转化效率的光解水设备

 

对于科研与产业的发展,龚鸣的态度既乐观又谨慎。他认为氢等新能源技术在未来是很有前景的,但同时也要客观看待实际应用和可能潜在的问题,比如氢气是否会对环境带来什么影响。他表示氢气会逃逸地球,但过往的逃逸量较少,所以较难形成体系化研究,而如果氢能未来使用量迅速增大,也要考虑是否会给环境(例如臭氧层)带来其他问题。

 

对于他能够养成如此良好思维习惯,并取得如今的科研成果,龚鸣认为这和小时候的家庭环境和父母教育方式有关。从小父母给他的教育环境就相对宽松、自由,并鼓励他发展和专注于一些个人爱好上。龚鸣不觉得自己是所谓的“学霸”,他既没有参加中考,也没参加高考,平时成绩也就是班级前 10 名左右。

 

高中时期的一次国际夏令营活动,也让他收获很多。一方面让他在锻炼了英语交流能力,另一方面在夏令营中大家会分别给其他人上课,各自的学习也很有独立性;这让他形成了独立思考问题的习惯。

 

让他成功保送清华也正是这种独立思考能力,以及从小养成的数学建模爱好。2005 年新闻报道松花江水污染事件,他便想到针对污染物扩散问题建立数学模型,并写了一篇论文。也正是因为这篇论文让他自主招生上了清华,也因此获得了往后从事科学研究的机会。

 

而进入化学领域,其实也是填报志愿时阴差阳错导致的,就是想到别的领域尝试一下,结果就在师长、伙伴们的带领下,感染了他们对化学的热爱与坚持,也让龚鸣坚定了在这条路走下去的决心。

 

回顾过往走过的道路,龚鸣认为“不忘初心”是一切的基调。他说自己有一个不知道算不算奇怪的习惯,就是会每隔一段时间给未来的自己写信,留一个阶段性的“时间胶囊”。隔几年再看当时的文字,会让自己在比较落寞的时候得到激励。

 

至于未来,他会考虑如何从当今以化石能源为核心的能源体系“软着陆”到一个以可再生能源为重要组成部分的可持续能源架构。从一名化学工作者的角度,他将与团队一起从化学原理和分子水平为能源领域提供新的解决思路而努力。


龚鸣在颁奖典礼上的演讲


-End-


【正在报名】

2020 年《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”评选正在报名中,欢迎各位提名、报名参与!点击“阅读原文”了解详情,截止时间:2020 年 6 月 30 日。


【咨询邮箱】
tr35@mittrchina.com

本篇文章来源于微信公众号: DeepTech深科技

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