在歐洲的某個(gè)離岸島嶼上，沒(méi)有一個(gè)高壓電架，只有一套燃料電池及儲(chǔ)氫系統(tǒng)在安靜持續(xù)地運(yùn)行，它在閑時(shí)利用島上的風(fēng)力或太陽(yáng)能發(fā)電，電解水制氫后將氫氣儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)人們上島度假時(shí)再通過(guò)燃料電池將氫能轉(zhuǎn)化為電能供人們享用，整個(gè)過(guò)程清潔、安靜、可再生……而為這個(gè)發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)提供固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)及材料支持的，正是來(lái)自廣東省稀有金屬研究所能源中心的孫泰博士及其團(tuán)隊(duì)。
孫泰：廣東省科學(xué)院稀有金屬研究所高級(jí)工程師，畢業(yè)于華南理工大學(xué)，獲材料科學(xué)與工程博士學(xué)位，廣州市“珠江科技新星”，主持和參與了多項(xiàng)國(guó)家、省、市重點(diǎn)項(xiàng)目研究。曾在澳大利亞昆士蘭大學(xué)及德國(guó)馬克斯普朗克煤炭研究所進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)研究。

孫泰博士主要致力于固態(tài)儲(chǔ)氫材料及系統(tǒng)等領(lǐng)域技術(shù)研究。在燃料電池配套儲(chǔ)氫系統(tǒng)及材料、基于金屬氫化物的加氫站用氫壓縮系統(tǒng)及材料以及熱存儲(chǔ)系統(tǒng)方面有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，特別注重科技成果的實(shí)際應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

“將所學(xué)轉(zhuǎn)化為一件件具體的產(chǎn)品和技術(shù)并應(yīng)用到普羅大眾日常生活中，我覺(jué)得是一件很有價(jià)值的事情。”孫泰說(shuō)道。

技術(shù)攻關(guān)助儲(chǔ)氫合金生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入日本市場(chǎng)

作為新廣州人，孫泰從在華南理工大學(xué)讀碩士開(kāi)始，就開(kāi)展儲(chǔ)氫技術(shù)的研究。博士畢業(yè)后，他來(lái)到了廣東省稀有金屬研究所繼續(xù)從事能源材料方面的研發(fā)工作，至今已有8年時(shí)間。

在研究所8年，孫泰博士及其同事已經(jīng)研制出不少相關(guān)儲(chǔ)氫產(chǎn)品。早在2013年，他們就成功開(kāi)發(fā)了可分別應(yīng)用于低自放電電池和混合動(dòng)力汽車(chē)使用的鎳氫電池負(fù)極儲(chǔ)氫合金批量生產(chǎn)工藝及配方，并與一家知名儲(chǔ)氫合金生產(chǎn)企業(yè)合作，成功進(jìn)入日本松下電池供應(yīng)商體系。“松下的要求很?chē)?yán)格，我們花了近兩年時(shí)間才進(jìn)入該體系中。”孫泰介紹道，相比于稀土元素，鎂元素的熔點(diǎn)很低，僅六百多攝氏度，而含鎂合金在熔煉時(shí)溫度達(dá)上千攝氏度，在熔煉及熱處理時(shí)鎂元素就跑掉了，這樣做出來(lái)的鎂合金成分就很不穩(wěn)定，無(wú)法做到穩(wěn)定的批量生產(chǎn)。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)攻關(guān)，他們最終實(shí)現(xiàn)了含鎂儲(chǔ)氫合金的批量生產(chǎn)并獲得了相關(guān)的發(fā)明專(zhuān)利。這在當(dāng)時(shí)，全國(guó)只有少數(shù)一兩家企業(yè)能夠做到。

不斷突破研發(fā)燃料電池及儲(chǔ)氫系統(tǒng)遠(yuǎn)銷(xiāo)歐洲

在鎳氫電池的合金技術(shù)研究上取得了領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)后，孫泰的課題組又開(kāi)展了配合燃料電池的固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)攻關(guān)。研究所承接了國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（“863”計(jì)劃）的一個(gè)項(xiàng)目，跟華南理工大學(xué)的燃料電池團(tuán)隊(duì)一起，開(kāi)發(fā)集成的燃料電池及儲(chǔ)氫系統(tǒng)。記者在其實(shí)驗(yàn)室看到了這個(gè)設(shè)計(jì)緊湊的42立方米的固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)，僅比一個(gè)24英寸的行李箱大一點(diǎn)，卻能給3千瓦的燃料電池系統(tǒng)連續(xù)供電10個(gè)小時(shí)以上。據(jù)介紹，固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)的關(guān)系，相當(dāng)于油箱和發(fā)動(dòng)機(jī)，但又遠(yuǎn)比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)要清潔、安靜、高效。

“我們的固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)已經(jīng)賣(mài)到了歐洲。”孫泰說(shuō)，他們有一部分的產(chǎn)品制成儲(chǔ)氫系統(tǒng)后與燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行整合，成為能實(shí)現(xiàn)風(fēng)力（太陽(yáng)能）發(fā)電－電解水制氫－氫氣存儲(chǔ)－燃料電池發(fā)電的集成電源系統(tǒng)，在歐洲的離岸島嶼作為分布式電源使用。“這些島嶼風(fēng)景優(yōu)美，但因?yàn)殡x岸太遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)高壓電纜輸電，安裝這樣的系統(tǒng)在閑時(shí)可以利用風(fēng)能或太陽(yáng)能制氫，制好的高純氫氣使用儲(chǔ)氫系統(tǒng)存儲(chǔ)起來(lái)，待有人到島上度假時(shí)，再使用燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電供應(yīng)生活所需。”據(jù)介紹，與其合作的企業(yè)把燃料電池及儲(chǔ)氫系統(tǒng)等整合成一套產(chǎn)品銷(xiāo)往歐洲，研究所光是賣(mài)材料就賣(mài)出了十幾噸。

除了上述的儲(chǔ)氫系統(tǒng)，他們的固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)和材料還成功應(yīng)用于在應(yīng)急燃料電池救災(zāi)系統(tǒng)（小型清潔發(fā)電機(jī)等）、特種用途移動(dòng)式電源系統(tǒng)、民用移動(dòng)電源（充電寶、筆記本電腦電源、發(fā)射基站用備用電源等），以及無(wú)人機(jī)燃料電池用儲(chǔ)氫系統(tǒng)等。

埋頭實(shí)驗(yàn)意外收獲填補(bǔ)國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)空白

從高校的研究生到研究所的技術(shù)骨干，孫泰覺(jué)得當(dāng)中最難的是觀(guān)念的轉(zhuǎn)變。他介紹道，“以前在高校都是在做實(shí)驗(yàn)、文，并不考慮能否產(chǎn)業(yè)化，只要做出來(lái)就可以了，也不管產(chǎn)品是否穩(wěn)定。但現(xiàn)在研究所要求不僅要做出來(lái)，還要實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化，工藝和產(chǎn)品都要穩(wěn)定。一次實(shí)驗(yàn)成功了不行，要做成百上千個(gè)實(shí)驗(yàn)。”比如研發(fā)各種儲(chǔ)氫合金，每種合金就有3~10種不等的元素，這些元素光是排列組合就有上百上千種，要從中找到一種最合適的，就好比大海撈針。孫泰及其團(tuán)隊(duì)唯一能做的，就是不停地重復(fù)試驗(yàn)，嘗試各種組合配方。

科研既有讓人沮喪的結(jié)果，也有讓人驚喜的地方。3年前，孫泰及其同事在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中就偶然獲得了一個(gè)“意外發(fā)現(xiàn)”——一種可高效、低成本、高性能實(shí)現(xiàn)高分子基材具備激光3維加工特性的LDS工藝專(zhuān)用活性材料。獲得了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)后，團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了近三年的艱苦技術(shù)攻關(guān)，完成了這項(xiàng)發(fā)明從配方到批量生產(chǎn)工藝的研發(fā)，并申請(qǐng)了國(guó)內(nèi)發(fā)明專(zhuān)利，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)的空白。“我們研發(fā)的配方和生產(chǎn)工藝目前已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)幾家大的龍頭基材生產(chǎn)企業(yè)批量化使用，主要應(yīng)用于芯片設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域。”孫泰說(shuō)道。

孫泰非常享受研究的過(guò)程，“將所學(xué)轉(zhuǎn)化為一件件具體的產(chǎn)品和技術(shù)并應(yīng)用到普羅大眾日常生活中，我覺(jué)得是一件很有價(jià)值的事情。目前我們還在進(jìn)行新型氫壓縮系統(tǒng)研究，希望不久的將來(lái)，當(dāng)你們給自己的燃料電池汽車(chē)加注氫氣時(shí)，就能在加氫站看到我們最新的研究成果了。”孫泰說(shuō)道。