當(dāng)事業(yè)處在巔峰之時，放下海外的功名和安逸，回到國內(nèi)重新開始……一般人難以理解加拿大國家工程院院士葉思宇的人生選擇，但他的回應(yīng)總是非常簡單：“我只是想做點事?！痹跍睾偷恼Z言背后，他用行動展現(xiàn)著應(yīng)對技術(shù)挑戰(zhàn)的強大自信，還有助力國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的滿腔熱情。

中國已提出實現(xiàn)2030年碳達峰、2060年碳中和的國際承諾，調(diào)整目前以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)勢在必行。氫能來源多樣，能實現(xiàn)終端零排放、環(huán)境友好，且質(zhì)量能源密度更遠(yuǎn)超化石能源。所以氫能技術(shù)因此是減碳的關(guān)鍵，更成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的競爭前沿。

氫能的擴大應(yīng)用離不開燃料電池技術(shù)的提升。但中國的燃料電池處于發(fā)展初期，各個環(huán)節(jié)工藝不成熟，與國外先進水平有著一定的差距。作為國際公認(rèn)燃料電池電催化和膜電極的領(lǐng)軍人物，葉思宇院士在電化學(xué)尤其是燃料電池方面具有30余年研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗。他的歸國有助于改變現(xiàn)狀，還增加了“并跑和趕超”的可能性。在他帶領(lǐng)下，被稱為燃料電池“芯片”的膜電極已經(jīng)實現(xiàn)“高質(zhì)低本”的自主化生產(chǎn)，產(chǎn)品已經(jīng)進入世界先進水平之列。

葉思宇院士

“我們常說超越世界先進水平，但可能是超越世界今天的先進水平。但別人也在進步，我們還要不停地奔跑。”葉思宇審慎地說道。新的事業(yè)剛剛起步，他隨時準(zhǔn)備迎接更多挑戰(zhàn)。

立志：研發(fā)成果要為世人所用

1988年，學(xué)習(xí)電化學(xué)的博士生葉思宇從廈門大學(xué)畢業(yè)。此后他赴德國杜伊斯堡大學(xué)求學(xué)，在德國完成第一個博士后研究。

“以前我的終極目標(biāo)可能是當(dāng)名科學(xué)家或者教授，但德國的導(dǎo)師給了我另一種影響。”葉思宇回憶，在德國留學(xué)期間，他和同事曾被邀請去福特公司參觀。參觀過程中，福特的工程師突然發(fā)問：“知不知道我們用的汽車噴涂油漆配方專利是哪里來的？”葉思宇當(dāng)時一頭霧水。

對方立即指出，專利人正是站在身旁的弗里茨·貝克（Fritz Beck）導(dǎo)師。不僅如此，導(dǎo)師關(guān)于化工和材料的研究，都在工業(yè)界得到了廣泛應(yīng)用，這當(dāng)時讓一眾人好生佩服。

“你發(fā)幾篇論文，除非獲得諾貝爾獎，否則沒有幾個人會記住你，但是一輛車20年還在用你的配方，這種影響非常深遠(yuǎn)。”葉思宇說，貝克導(dǎo)師不斷向他灌輸產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向研究的重要性，自己第一個專利也是在其指導(dǎo)下完成?！爱?dāng)時我個人都沒想到申請專利。后來我就先申請專利，申請下來后再發(fā)表文章。”

1991年，葉思宇再赴加拿大魁北克大學(xué)繼續(xù)博士后深造。博士后出站后，他在魁北克水電公司研究院擔(dān)任高級研究員。

在1999年一次公司間的交流中，他激起了巴拉德公司副總裁（也是后來葉思宇提名為院士的第一推薦人）的愛才之心。巴拉德1989年就開始從事質(zhì)子交換膜燃料電池開發(fā)和研制業(yè)務(wù) ，目前已是世界上最重要的燃料電池生產(chǎn)商 ，擁有世界一流的先進技術(shù)。

在力邀之下，葉思宇2000年加入了巴拉德，當(dāng)時他已經(jīng)40歲?？笨怂姽狙芯吭菏且患艺械墓矙C構(gòu)，工作穩(wěn)定。即便葉思宇離開后，研究院還給了他停薪留職。但葉思宇堅持了自己的選擇?！拔也辉敢饧兇獍l(fā)完論文就了事，更希望自己的研發(fā)有一天變成真正的產(chǎn)品，為世人所使用?！彼f。

攻堅：技術(shù)突破奠定燃料汽車產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)

上世紀(jì)60及70年代，氫燃料電池應(yīng)用在載人登月的“阿波羅”飛船上?？茖W(xué)家們在努力將氫燃料電池的使用從航天領(lǐng)域擴展到更大范圍。巴拉德則希望進一步改善氫燃料電池性能，以符合汽車領(lǐng)域的應(yīng)用要求。葉思宇承擔(dān)起燃料電池研發(fā)的任務(wù)。

對于氫能源的使用，燃料電池非常重要

葉思宇與團隊研發(fā)出抗反極催化劑，解決了氫燃料電池車的冷啟動問題。2002年他因此被破格提拔為巴拉德公司首席科學(xué)家。此后他還開發(fā)了抗碳腐蝕的陰極催化劑層，以延長燃料電池的壽命。這些關(guān)于燃料電池電堆冷啟動和耐久性技術(shù)的發(fā)明，從根本上推動了整個燃料電池產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化進程。

與單純作為能源儲存裝置的鋰電池不同，氫燃料電池是能源轉(zhuǎn)換裝置，注入的氫氣通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流。

膜電極被稱為燃料電池的芯片，是因它決定著燃料電池的性能、壽命及成本。簡單而言，膜電極主要由質(zhì)子交換膜，催化層以及氣體擴散層組成。在質(zhì)子交換膜一側(cè)的陽極上，氫氣被鉑催化劑分解為電子和質(zhì)子；質(zhì)子可以穿過質(zhì)子交換膜，與空氣中的氧和陽極放出并經(jīng)外電路傳導(dǎo)的電子在陰極生成水排出，產(chǎn)生電流。,

而葉思宇帶隊開發(fā)出世界最高水平的燃料電池催化劑，直接領(lǐng)導(dǎo)了燃料電池核心組件膜電極的生產(chǎn)工藝過程開發(fā)，使巴拉德公司成為世界上極少數(shù)幾個能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)膜電極的先進企業(yè)。

“當(dāng)時我加入巴拉德的愿望實現(xiàn)了，我們研發(fā)的產(chǎn)品組裝進入了小轎車、大巴、叉車和發(fā)電設(shè)備，很多車我還開過，這種感覺真是非常好。”葉思宇說道。

葉思宇2018年當(dāng)選為加拿大工程院院士

因為在氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化方面的卓越貢獻，葉思宇2018年當(dāng)選為加拿大工程院院士。