讓水變氫更加穩(wěn)定節(jié)能

“氫變水容易，水變氫難。”很多人眼中的“規(guī)律”，正在被改變。

夜晚，西湖大學(xué)“人工光合作用與太陽(yáng)能燃料中心”依舊燈火通明，十余組“水變氫”實(shí)驗(yàn)加班運(yùn)轉(zhuǎn)。這里的科研成果一旦實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，可利用能源便多了一種解決方案。

黨的二十大報(bào)告指出，以國(guó)家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，集聚力量進(jìn)行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，堅(jiān)決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)。在西湖大學(xué)，來(lái)自14個(gè)國(guó)家和地區(qū)的1000多名師生正奮力攻堅(jiān)，求解一個(gè)又一個(gè)世界級(jí)科創(chuàng)難題。

上午8時(shí)剛過(guò)，85后博士李志恒又走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。穿起白大褂，戴上護(hù)目鏡和橡膠手套。在一臺(tái)打印機(jī)大小的“轉(zhuǎn)換器”前，他飛快地連上線路，接通電源。隨著機(jī)器發(fā)出輕微的“滋滋”聲，位于左手邊的水，變成了從右手邊冒出的氣泡——水，就這樣變成了氫氣。

“水變氫難的是，要足夠劃算和穩(wěn)定。”李志恒告訴記者。大年初五，他就從山東青島老家匆匆趕回了杭州，心里始終牽掛著學(xué)校里的一組穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。

拆下機(jī)器中央的金屬板，李志恒取出一塊小小的“切片”——這是“催化劑層”，也是“水變氫”的關(guān)鍵。加入西湖大學(xué)以來(lái)，它幾乎成了李志恒的“唯一”，吃飯時(shí)念它，睡覺(jué)時(shí)想它，進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，還是它。在他隨身攜帶的筆記本里，工工整整地記錄著300多次“試錯(cuò)”結(jié)果，材質(zhì)、大小、形狀、負(fù)載方法……為的就是讓“水變氫”更加穩(wěn)定、更加節(jié)能。就在這幾天，實(shí)驗(yàn)又一次取得突破——催化劑綜合性能再度提升了30%左右。

更讓實(shí)驗(yàn)室的年輕人興奮的是，近年來(lái)，團(tuán)隊(duì)的科研進(jìn)展已多次登上《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》《自然·催化》等業(yè)內(nèi)權(quán)威刊物。“這說(shuō)明，我們已獲得國(guó)際上越來(lái)越多的認(rèn)可。”李志恒表示。

“尖端核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的，全世界都在較勁，誰(shuí)先突破了，就能先一步搶占先機(jī)。”中國(guó)科學(xué)院外籍院士、西湖大學(xué)人工光合作用與太陽(yáng)能燃料中心主任孫立成說(shuō)。作為西湖大學(xué)6個(gè)科學(xué)中心中成立最早的一個(gè)，孫立成已帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在杭州奮戰(zhàn)了近3年。目前，該中心的“水變氫”項(xiàng)目已被納入省級(jí)白馬湖實(shí)驗(yàn)室共建平臺(tái)。

別小看這個(gè)由60多人組成、平均年齡30歲左右的團(tuán)隊(duì)，他們個(gè)個(gè)“身懷絕技”，各有所長(zhǎng)。

蹲點(diǎn)期間，記者逐一認(rèn)識(shí)了他們——專攻“膜材料”的唐堂，與做催化劑層的李志恒組成關(guān)鍵媒介的最佳拍檔；在理論研究室，年輕的研究員王濤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究催化理論，他們天天敲代碼，用數(shù)據(jù)模擬結(jié)果，為實(shí)驗(yàn)者提供方向參考；而90后工程師包晗則是團(tuán)隊(duì)后勤保障的重要力量，每天要收20多個(gè)快遞，小到一根特殊材質(zhì)的導(dǎo)線，大到價(jià)值上百萬(wàn)元的科研儀器，任何需求，都由他來(lái)搞定……

中心的各個(gè)實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有設(shè)限，大伙兒隨時(shí)走動(dòng)交流。這里定期舉辦“抬杠大會(huì)”，碰撞思想火花。“前兩天，我們辦了一場(chǎng)‘分子催化劑’和‘材料催化劑’哪個(gè)是工業(yè)化制氫更好路徑的辯論大賽，這可以讓我們中心不同背景的小伙伴對(duì)綠色氫能的制備理論有更深刻的認(rèn)識(shí)。”包晗告訴記者。

實(shí)驗(yàn)室還有孫立成提出的一則座右銘——“頂天立地”。“頂天”即劍指基礎(chǔ)研究領(lǐng)域重大理論創(chuàng)新，“立地”是以應(yīng)用為導(dǎo)向腳踏實(shí)地的一次次實(shí)驗(yàn)。

這也成為西湖大學(xué)100多個(gè)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室的共識(shí)。在眾多細(xì)分領(lǐng)域，攻關(guān)解決科學(xué)研究從“0”到“1”的問(wèn)題，探索人類認(rèn)知邊界。

蹲點(diǎn)期間，很多科學(xué)家談到西湖大學(xué)為創(chuàng)新而生的獨(dú)特機(jī)制。“西湖大學(xué)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室有充分的自由開(kāi)展科研合作，學(xué)校的行政服務(wù)團(tuán)隊(duì)從各個(gè)方面支持科研合作，跨學(xué)科的交叉融合在這里更容易實(shí)現(xiàn)。”生命科學(xué)學(xué)院獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人郭天南介紹，目前他們和工學(xué)院合作，利用AI模型和蛋白質(zhì)組結(jié)合，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，成功開(kāi)發(fā)了準(zhǔn)確性高達(dá)90%的新型輔助診斷方法。

“希望西湖大學(xué)世界頂尖科學(xué)家，在這里從事最尖端的科學(xué)研究，做出最有意義的科學(xué)成果，培養(yǎng)最優(yōu)秀的青年學(xué)生，用自己的才智盡情地探索科學(xué)知識(shí)前沿。”西湖大學(xué)校長(zhǎng)施一公說(shuō)。