柴茂荣：氢能专家的诗与远方！

2022年3月15日，北京冬残奥会结束后的第二天，柴茂荣在朋友圈里写下了这首《金缕曲·双奥情未了》：

双奥情未了。氢腾骁，险道漫步，寒中逍遥，海坨山上风雪急，京都暗云滔滔。皆往矣，烟散梦杳。遥想当年情似火，孓一人，踏上归国道。氢旗立，风云渺。

游龙穿梭往鸟巢。红黄绿，大国重器，雄风妖娆。氢腾无惧东边技，惯听魍魅争吵。长缨在、伏虎擒鳌。氢海浪高家万里，五十功名尘土难消。心似水，花如雪。

柴茂荣是个相对高产的“诗人”，平均每周都会有一篇作品。这是他在异常忙碌的工作之余，一直保持的爱好。浪漫的文字温暖了实验室各种符号的冰冷，也记录了他不同时期的心境。而这位氢能领域专家的故事，也如诗一般，时而沁人心脾，时而慷慨激昂。

【校友档案】

柴茂荣，大连理工大学1982级应用化学专业硕士校友，国家电投集团氢能首席专家，国家电投集团氢能型号总师，氢能科技董事、首席技术官。致力于催化剂，电池材料，燃料电池材料的多项技术开发，是燃料电池铂碳催化剂的最早发明者之一，也是燃料电池最基础理论氢气溢流(Hydrogen Spillover)理论的提出者之一，在 Science，J. Membrane Science, Applied Catalysis, Electrochemistry, Material Science等期刊发表论文50余篇，专利近70项。先后就职于日本通产省地球环境研究机构、三井金属矿业株式会社。2017年4月回国加入国家电投集团，其负责研制的“氢腾”燃料电池发动机已全面实现国产化，并在2022年北京冬奥会期间有着优异的表现。荣获“2020年度中国能源创新人物”，2021年能源矿山冶金学部“大国工匠”等荣誉称号。

快人一步

不得不说，柴茂荣的求学之路，有着一般人难以企及的速度：15岁以数学、化学满分，浙江省第十九名的成绩，考入浙大出国班，后因故转入浙工大；19岁来到大工应用化学专业，成为全校年龄最小的研究生；25岁获日本文部省奖学金赴日留学，仅用了6年便拿下燃料电池和高分子专业两个博士学位……命运似乎早早地为他打开了一扇通往科研之路的大门。

大工是这条路的起点。1982年，柴茂荣从秀丽江南远赴东北，师从王祥生老师。研究生期间，柴茂荣第一次接触到了化学催化剂的研究，在王老师的指导下，他的研究小有成果，发表了六七篇论文。“王老师告诉我，一定要把催化剂的寿命作为研究的第一考量。”而这个原则，他在此后的科研生涯中始终坚守。

1985年，柴茂荣来到日本九州大学，跟随日本电化学之父清山哲郎教授，以及日本燃料电池学科创始人之一荒井弘通教授从事氢能燃料电池催化剂的研究。彼时，虽然氢能燃料电池在军事、航天等领域的应用已较为成熟，但在民用领域却鲜有涉及，最主要的原因是，其一直使用高价的金属铂作为催化剂。发电一千瓦所用铂量，价格高达1000美金，民用领域根本无法承受这样的成本。

“如果想在民用领域推进氢能燃料电池的发展，必须尽可能降低催化剂中铂的剂量。”经过反复试验，柴茂荣发现，将铂搭载在碳上，活性反而提高。顺着这个方向，他仅耗时一年多，便研制出新型催化剂，把金属铂的剂量缩小了近1000倍，不仅降低了成本，还大幅度提高了催化性能。柴茂荣因此成为了燃料电池铂碳催化剂的最早发明者之一，而这项技术一直沿用至今。

获得第一个博士学位时，关于氢能燃料电池的研究进入低潮期。“市场似乎并不太能接受氢能燃料电池，之前研究的东西缺少用武之地”，柴茂荣干脆转投高分子专业，念起了第二个博士学位，“开卷有益”，从入学到研究所，他在高分子领域又待了十年。

随着全球环境不断恶化，日本国内对于环境问题的整治也越来越严苛。汽车尾气作为整治的重点，对于其污染气体的排放量，需逐年递减10%。降低汽车尾气中的有害气体，催化剂又是关键。因此，当日本三井公司在遇到这一技术难题时，他们找到了柴茂荣。

“爱因斯坦和爱迪生都很伟大，但我更希望成为爱迪生那样的人，研究的东西，能做成推动社会发展的产品”，这是柴茂荣追求的目标。在不惑之年，他离开研究所，进入三井金属矿业株式会社。

虽已离开催化剂领域十年，但回到这一熟悉而又陌生的赛道时，柴茂荣仍信心十足。扎实的理论基础和之前积累的研究经验，让他很快掌握汽车尾气催化剂的研究要点和痛点，仅用了半年时间，便推出了性价比超高的催化剂产品，成为日本国内解决汽车尾气排放的明星产品，每年为公司创收近60亿人民币。在日本公司的15年里，柴茂荣先后担任三井综合研究所副所长兼电池研究中心主任，NEDO燃料电池课题组长，RESIN固态锂电池项目组长，三井金属总部企画室长、副总裁助理等。

身居要职，薪资达到同龄人的五倍之多，手握16项汽车尾气相关的国际专利……在日本三十多年，柴茂荣奋斗成了普通人心中的“人生赢家”，眼看就要到安逸退休的年龄，他却选择了另一条从零开始的路——回国。

四年﹒廿年

2014年12月4日，第一台搭载氢能燃料电池的汽车在日本问世，引起了世人的广泛关注。在国内，各界对于氢动能车的关注度也随之高涨。2017年，时任科技部部长万钢访问日本，作为在日优秀华人的代表，柴茂荣陪同他参观了日本的氢燃料电池汽车。

万钢深知柴茂荣在氢能技术领域的成就，专门提到中国要大力发展新能源，并盛情邀请他回国。“我是中国人，国家有需要，我义不容辞。”没有犹豫，没有要求，柴茂荣就这样“轻易”地做出了回国的决定。

身为氢能技术的顶级专家，柴茂荣的回国之路注定不会顺遂，公司想尽各种理由不放人，但他心意坚决。为了尽快回国，他被迫辗转入职日本某大学，后以出差的形式返回国内。离开日本时，他只带了一箱随身衣物，任何资料和书籍都没让带。

回国后，柴茂荣加入国家电投集团，成为氢能燃料电池的技术负责人。彼时，国内氢能技术的研究尚未见起色，缺乏核心零部件和原材料，产业布局零散，整体水平较发达国家有着近20年的差距，集团内外对此前景堪忧，也引得质疑声不断。

“缺零件就造零件，缺材料就产材料。我回来就是要造中国人自己的燃料电池。”柴茂荣底气十足。他以“能吃苦”为第一标准，在集团内迅速组建了30人团队，详细列出了近700件设备的清单。一场攻坚战，开始了！

氢能燃料电池的研发包括催化剂、双极板、膜电极、质子交换膜、碳纸五大关键材料和部件。凭借在催化剂领域多年的工作经验和实力，柴茂荣带领团队在打通催化剂和膜电极产业链时，过程相对顺利。相较之下，对双极板研发的过程就困难得多。

车载用高功率双极板技术，一直是我国的短板，各方面性能和国际先进水平相差悬殊。而我国钛资源丰富，柴茂荣决定就地取材，选用钛作为双极板的主要材料。“钛资源虽然丰富，但国产钛材不适合做双极板，因为材料的延展性不够。”因此，柴茂荣带领团队一头扎进冶炼厂，从金属冶炼开始，一炉炉试验，终于炼出了可以压延双极板的钛材，做出了合格的双极板。

2018年5月，集团接到了北京冬奥组委的任务，希望能在冬奥会期间使用我国制造的氢能车来保障比赛顺利进行，而氢能车的核心则是氢能燃料电池发动机，这项重要的研发任务交到了柴荣茂的手上。时间紧迫，柴茂荣在研制电池质子交换膜和碳纸的同时，第一时间组建发动机研制团队，跨界机械领域，开始双线推进。

为了加快研制速度，柴茂荣干脆把家安在离公司仅500米的地方，每天第一个到，最后一个离开，工作时间不少于18个小时。除了吃饭睡觉，他把所有时间和精力都扑在工作上。

柴茂荣向全国政协副主席万钢介绍自主化产品

不负众望，2019年，第一台发动机样机制作完成；2020年，改进型发动机“氢腾”正式发布，同年开始建设生产线；2021年4月，“氢腾”亮相博鳌论坛，在平均36度的高温高湿环境下，出色地完成了各项运载任务……

如今，氢腾已实现量产，产能稳定，接到订单3天后便可开始交付，日产量达10台。而氢腾出色的性能数据——电堆额定功率88kW，体积功能密度3.2kW/L，驱动电机最大功率240kW——已达到国际先进水平。柴茂荣用4年没日没夜的投入，追上了20年的差距。

“氢腾”山巅

2008年，一辆辆电动车构成了北京奥运会独特的绿色风景线。不同于夏季奥运会，冬奥会举办期间，气温将低至零下三四十摄氏度。氢燃料电池汽车能更好地适应高海拔、低气温和山地起伏大的环境，保证“全气候运行”。因此，氢能源车被寄予厚望。

然而，北京冬奥会的任务重大，不容丝毫闪失，刚刚研制成功的氢腾虽经过了博鳌论坛高热的考验，但是否拥有一颗稳定抗冷的“心脏”？北京市政府决定用一场比赛来验证——让氢腾与另一款成熟的氢能进口车比赛，如果出现任何运行偏差，则退出冬奥运会任务。

北京延庆区的海陀山山高路窄，坡道绵延6公里，落差1500米，有14个180度的急弯。这是北京冬奥会高山滑雪、雪车、雪橇等比赛项目的所在地，也是检验氢腾的赛场。12月的北京已是天寒地冻，海陀山更是飘起了雪，坡面上已见反光的冰面。柴茂荣坐在车里的第一排座位上，他要与氢腾共进退。

启动，爬坡，转弯，登顶，下坡……当5辆氢腾大巴依次零失误的回到起点时，另一款车还在爬坡的弯道中踯躅不前。

胜败一目了然，氢腾在最后时刻进入冬奥会保障队伍。

2022年2月4日，立春，北京冬奥会开幕的日子。延庆赛区大风，索道停运，早上4:30，氢腾大巴整装待发，准备运送人员上山。这种临危受命的节奏，从氢腾大巴进入闭环的第一天起就开始了。赛区一旦出现恶劣天气，可直接低温启动、运行稳定的氢腾大巴总能第一时间赶到，是组织者最信任的选择。

柴茂荣向全国政协副主席万钢（右二）介绍自主化产品

在为冬奥会服务的52天里，国家电投集团共投入了200辆氢腾大巴（其中50辆备用），出动6842车次，接送150413人次，运行793000公里，减少碳排放550吨，零故障、零事故地完成了所有运行任务。

在闭环外随时待命的柴茂荣，时刻关注氢腾的动态，更为氢能源车的出色表现而自豪。他说：“冬奥会创造了有史以来几个第一：第一次逾千辆燃料电池汽车集中运行；第一次在大型国际赛会上大规模使用氢能燃料电池汽车作为主运力；第一次国产自主化技术和国际一流品牌在同一赛道竞争；第一次新能源汽车在严寒冬天野外场地进行长达数月(包括热身赛）的服务。”

与氢能研究相随30余年，柴茂荣在祖国看到了氢腾山巅。

柴茂荣对氢能源的未来充满希望。在做研究的同时，他也经常通过一些论坛和讲座，为大众科普氢能源的知识。氢腾的全面自主化、国产化是一个好的开端，随着国家能源战略的出台，未来会有越来越多氢能产业落地，助力“双碳”目标早日实现。

那将是柴茂荣乐见其成的远方。