燃燒的尺度

胡志宇,國家“千人計劃”專家、上海交通大學“致遠”講席教授、微米納米加工技術國家級重點實驗室主任。他把在人類社會燃燒了50萬年的火帶到納米世界里,使其能夠在百萬分之一毫米的尺度下燃燒,這種溫柔的火即使被捧在手心上,也不會對皮膚造成灼傷。

火是人類文明史上最重要的發現之一,它為人們驅散嚴寒、讓人們走出黑暗,推動人類走進文明時代,利用燃料燃燒獲取能源以滿足生產生活需求。然而高溫燃燒的過程中也衍生了許多問題,其中最突出的是能源的低效利用和噪聲污染、熱污染和鉛污染等環境問題。

胡志宇從能量產生的科學原理出發,提出了全新的室溫納米尺度能量轉換方法,讓酒精、甲烷等燃料在納米催化劑的幫助下實現燃燒。在其研究的納米尺度下的燃燒排放的一般是水和二氧化碳,而非像燒煤或石油那樣產生各種污染物,此外,整個燃燒過程不需要在高溫高壓下進行,所以也不會產生間接污染物,還可以避免傳統高溫燃燒80%以上的熱能損失,這為節能減排提供了一種全新的思路。胡志宇也期待著通過這種燃燒方法可以從根源上解決環境污染和能源浪費的問題。

 

 

納米火的發現

1953年,胡志宇出生在云南昆明的一個知識分子家庭,父母分別在大學和研究所工作。受到父母的影響,胡志宇從小就出入物理實驗室,喜歡動手做實驗,熱愛大自然。年少時期的胡志宇常喜歡跑到野外,躺在草地上看一下午天空。

1990年,胡志宇從云南大學畢業,遠赴美國求學。和當年的很多留學生一樣,胡志宇需要通過在餐廳端盤子、送外賣等零工來維持自己的生計,但這并沒有影響他對學習和科研的熱情。憑借著這份熱情,胡志宇在美國先后取得了碩士和博士學位,并在美國佐治亞理工學院、田納西大學等多所大學擔任客座或兼職教授,還曾在美國能源部橡樹嶺國家實驗室擔任研究員。在此期間,他多次獲得包括美國能源部部長的親函嘉獎在內的各種榮譽。

2004年,實驗中的一次意外燃燒改變了胡志宇的研究方向。胡志宇清楚地記得那是10月18日的一次實驗,他用沾有納米顆粒的棉簽碰觸了甲醇,不一會兒,棉簽自己冒煙了。胡志宇發現,燃燒在沒有點火的室溫條件下居然也可以發生!從這一天起,胡志宇開始了對納米火的研究。

深入研究之后,胡志宇發現納米尺度下的燃燒可以通過微納米加工的手段精確地控制火的大小。在熱量生產方面,納米尺度下的燃燒也不比傳統的燃燒差,只要燃料和氧氣供給充足,在納微米尺度下,燃燒同樣可以達到很高的溫度,甚至幾百度、幾千度。

 

為祖國做些事情

2008年,胡志宇辭去了工資待遇都非常不錯的工作,回到了中國,篤定決心要通過自己的研究為祖國做些事情。

缺腳的桌子和椅子,布滿厚厚灰塵的一張老式沙發,這是胡志宇在上海大學創建納微能源研究所之初的深刻記憶。那一刻,胡志宇意識到自己一切都要從零開始。此后,他事事親力親為,處理資金、人員、設備等種種問題,組建了來自物理、化學、材料、信息、納微加工等領域的跨學校、跨專業的團隊,胡志宇則是整個團隊的核心人物。

2010年,美國國家專利局批準了一項名為“全固態室溫納米催化燃燒發電”的技術發明專利,這項由胡志宇首創的專利被國內外眾多科學家認為是“具有廣泛應用前景的革命性新能源技術”。2015年7月,胡志宇團隊成功研制出全固態室溫催化納米發電芯片,并最終打造出世界上首個“芯片發電廠”。“芯片發電廠”以甲醇作催化劑,將燃燒的化學能轉化為電能,從根本上杜絕了空氣污染的產生。

 

 

青山綠水的夢想

現在的胡志宇在上海交通大學擔任“致遠”講席教授及微米納米加工技術國家級重點實驗室主任,在新的工作崗位帶領團隊繼續探索與研究。隨著國家在環境治理方面力度的加大、人們環保意識的增強,胡志宇團隊的研究也有了更廣闊的前景。

青山、綠水、藍天、白云,胡志宇把自己的夢想刻在微納能源研究所的標識上。他仍然懷念當年那個躺在草地上看天空的孩子,云朵是那樣的美,孩子的眼睛,充滿了對大自然的好奇和向往。

 

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以微納技術填補能源世界空白

圖文簡介

胡志宇從能量產生的科學原理出發,提出了全新的室溫納米尺度能量轉換方法。