山梨大学博士郭林：灼灼少年心 漫漫科研路

在“碳达峰、碳中和”的大背景下，推进绿色低碳技术创新、发展以可再生能源为主的现代新能源体系已成为国际社会的共识，加速能源清洁低碳转型是大势所趋。随着各项新能源产业政策的快速实施，以氢能等新能源为代表的可再生能源在能源消费结构占比中逐渐增大，氢燃料电池正成为新能源产业的“宠儿”。毕业于日本国立山梨大学的博士郭林在氢能的开发和应用方面颇有研究。

志当存高远 留学路漫漫

2020年，即将研究生毕业的郭林面临工作还是继续读博深造的选择。

“如果说每个人都在不断寻找自己所适合的工作，那么做学术是我所找到的答案”，郭林在深思熟虑之后选择坚持自己所热爱，申请了日本山梨大学的博士学位。

谈及为何选择赴日本读博，郭林告诉记者，在申博期间，他了解到日本的新能源产业一直走在世界前列, 而日本山梨县聚集了与新能源相关的产、学、研诸多优势，除此之外，日本最大的氢能以及燃料电池研究机构 (氢·燃料电池纳米材料研究中心) 便坐落于山梨大学。良好的学术环境与科研实力以及新能源这个极具发展前景的行业让郭林充满了强烈的求知欲望。希望在这个领域能够持续深耕，学有所成，为国内的新能源行业发展添砖加瓦。

梦想的种子随着郭林赴日而发了芽，然而想要向上生长，必须先向下扎根，成功不是一蹴而就的。

在国内读硕士期间一直从事生物质资源开发研究的郭林,在山梨大学开始从事氢能的开发和应用，他不仅面临着语言环境改变带来的不适，也面临着研究方向的转变。

“自己选择的路，再难也要走”，面对生活和学业上的困难，他没有退缩，一边恶补语言，一边学习自己所研究方向的基础知识，以便适应科研的节奏，“刚到日本留学的那半年，我几乎没有在晚上十一点前回过家”，郭林回忆那段留学之路，仍然颇有感悟。

孜孜不倦 硕果累累

“在与导师确定了研究方向后，我便迅速展开了对质子交换膜（氢燃料电池关键部件之一）的分子结构设计以及性能调控的研究。”据郭林介绍，质子交换膜对燃料电池的工作效率以及使用寿命起着至关重要的作用，而目前商用主流质子交换膜为全氟磺酸膜，如Nafion膜，这一类质子交换膜的商业应用市场长期以来被戈尔 (Gore), 科幕 (Chemours) 等外国公司垄断。

郭林所在的课题组在2017年首次成功制备出了磺化链状聚苯基质子交换膜，该膜在电导率以及氧化稳定性方面明显高于商用Nafion膜，关于这份研究工作的学术文章一经发表便引起业界轰动，相关媒体争相报道。如今课题组已经和日本相关企业开展合作，逐步将该膜推向商业化。

“受这份工作的启发，我的研究工作侧重于提高磺化聚苯基质子交换膜的电导率和使用耐久性(包括机械耐久性和化学耐久性)，首先通过合理的分子结构设计使制备合成的质子交换膜具有较高的质子传导能力以及化学耐久性，再通过和日本东丽公司合作，通过物理强化手段成功制备出更贴合商业应用的质子交换膜，该膜在化学/机械混合加速耐久性测试中不仅远远超过了商用Nafion膜，更是高出美国能源部制定标准的2倍多。”

目前，这份工作也在和日本戈尔公司展开合作以寻求制备性能更为优越的商用质子交换膜。该研究受到日本政府《面向可再生能源最大化利用的电气化学材料研究部署》，《基于高速移动氢气的新一代蓄电装置设计》，《以燃料电池高性能化为目标的高耐久性离子传导膜的设计与开发》等项目的资金支持。

行而不辍，未来可期

氢燃料电池汽车具有动力强劲、安全可靠、经济节能等优势，“燃料电池将氢气直接转化成电能，这一转化过程突破卡诺循环，将能量转换率提升到70%左右，是内燃机的2-3倍，此外，燃料电池在工作过程中不产生任何污染物，没有噪音，排放物只有水，紧密贴合当下节能减排的需求。”郭林告诉记者。

面对能源消耗和应对气候变化问题等多重挑战，世界主要国家都把发展燃料电池汽车提升到国家战略高度。日本的丰田，韩国的现代等车企已经将燃料电池轿车量产并推向市场，这些头部车企目前正逐步将燃料电池车的开发重点转向重载卡车领域，并在北美与相关企业在物流领域开展合作。

目前我国虽已经初步具备发展氢燃料电池汽车的资源基础、技术积累和市场空间，但也面临燃料电池堆、车载储氢系统等技术较落后等问题。