本次冬奧會開幕式上，火炬“飛揚”的小火苗最終成為主火炬。與往屆奧運會大量使用液化天然氣或丙烷等氣體作為火炬燃料不同，本屆冬奧會首次使用氫能作為火炬燃料，最大限度減少碳排放，向世界展示了中國綠色低碳的發(fā)展理念。

近日，《中國科學報》專訪了中國科學院院士、中國石油深圳新能源研究院院長鄒才能，以了解他帶領(lǐng)的綠氫團隊如何在最短的時間內(nèi)完成技術(shù)攻關(guān)。鄒才能表示：“‘氫裝上陣’必將成為冬奧史冊上濃墨重彩的一筆。”

《中國科學報》：北京冬奧會火炬首次用綠氫作為火炬燃料。您作為綠氫核心技術(shù)負責人，請介紹一下這項工作的完成情況。

鄒才能：早在2012年，我們在集團公司內(nèi)部率先組建了納米技術(shù)研發(fā)團隊。這支團隊在金旭博士的帶領(lǐng)下，超前開展了綠氫、儲能等新能源材料技術(shù)研發(fā)，2017年在電解水和光解水領(lǐng)域取得重要突破。經(jīng)過5年的研發(fā)和儲備，已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。2020年6月，我們重新組建了一支20余人的氫能技術(shù)研發(fā)團隊，專門從事綠氫制備、儲運和應用等的技術(shù)攻關(guān)。

我們在2021年12月20日接到緊急任務——利用電解水制氫裝置生產(chǎn)綠氫直供冬奧。此時距離要求完成的時間只有短短一個月，任務非常艱巨，必須全力以赴，容不得半點閃失。

1月25日，綠氫團隊完成制氫和加注裝置試驗，經(jīng)過系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試和檢測后，26日一早正式向冬奧會專用高壓氫氣瓶組中充裝綠氫。1月30日，中國石油綠氫瓶組運抵張家口賽區(qū)，經(jīng)過專業(yè)檢測，達到開幕式火炬臺使用標準。2月4日首次點燃了張家口賽區(qū)太子城火炬。

《中國科學報》：綠氫研發(fā)過程中有何技術(shù)瓶頸?是如何攻關(guān)的?

鄒才能：一是專業(yè)人才嚴重匱乏，尤其是氫能領(lǐng)域。我在10年前就著手創(chuàng)建了納米油氣工作室，先后引進3位專業(yè)技術(shù)人才，組建以新材料開發(fā)利用為方向的核心團隊。二是研發(fā)設(shè)備和場地缺失。我們逐漸引進研發(fā)最為迫切需要的相關(guān)儀器設(shè)備，同時在北京和廊坊兩地建立了實驗室。三是開發(fā)方向選擇困難。我們在2019年開展國內(nèi)、國際合作，逐漸掌握了氫能產(chǎn)業(yè)中的核心關(guān)鍵技術(shù)，理順并把握了綠氫的開發(fā)方向。

另外，當時周邊質(zhì)疑聲音不斷。實際上，我們非常嚴謹認真，超前儲備新能源技術(shù)。例如，初次獲得電解水催化劑材料降低分解水過電勢的實驗結(jié)果，團隊成員反復進行了幾十次實驗合成和累計幾千小時性能測試，力保材料性能數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠。團隊的堅持不懈才有了這次冬奧會上唯一的綠氫。

《中國科學報》：綠氫火炬非常小巧，對于支撐技術(shù)來說是更簡單還是更復雜?多久加一次氫?

鄒才能：為保障火炬加氫順利實施，團隊高標準、高質(zhì)量完成了電解水制氫裝置撬裝化設(shè)計改造、屋頂光伏鋪設(shè)、示范場地水電氣連接與環(huán)境改造等前期工作，做到24小時全程參與值守。在加氫過程中，綠氫團隊兩人一班，每隔一段時間進行一次制氫加氫全鏈路泄漏排查和充裝進度記錄。

為響應綠色辦奧理念，本次火炬用氫量較少。我們開發(fā)的綠氫制備系統(tǒng)，主要用于科研及示范推廣，設(shè)計的產(chǎn)氫量也不高。這種小氣量的充注，為氫氣的高壓加注增加了很大難度。我們采用光伏電制備綠氫，計劃在冬奧會與冬殘奧會期間完成兩次綠氫生產(chǎn)加注。

《中國科學報》：此次項目完成過程中有沒有特別難忘的經(jīng)歷?

鄒才能：團隊一開始接觸綠氫電解水裝備，了解到核心是自主開發(fā)高性能的電催化劑材料。為了獲得一種催化活性高、穩(wěn)定性好的催化劑材料，我們多次組織討論替代常規(guī)鎳催化劑的方案，并開展真實工作環(huán)境性能評價。在大家的不懈努力下，終于研發(fā)出了具有更高活性與壽命、適用于商品化電解水裝置的新型鎳鐵催化劑。

面對綠氫生產(chǎn)賦能冬奧的艱巨任務，我一開始在猶豫，是采用成熟的電極材料還是自主開發(fā)的電極催化劑材料，后來通過多次溝通、反復確認，頂著壓力使用了自己的電催化材料。(記者 崔雪芹)