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申泮文:开启氢能的黄金时代

2019-04-30 11:29:00 5e

简介:申泮文,无机化学家,1916年9月7日生于吉林市,籍贯广东从化。1940年毕业于昆明西南联合大学化学系。南开大学教授。曾任山西大学化学系主任,南开大学新能源材料化学研究所学术委员会主任。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。

他长期从事氢化学、金属氢化物化学和氢能源化学研究工作,在南开大学创建了新能源材料化学研究所和应用化学研究所。拥有国家专利多项,持有国家知识产权2项(镍氢电池和钕铁硼永磁合金制造新工艺)。镍氢电池知识产权已献给国家,在天津投产,有三条生产线,产量占世界产量的20%。钕铁硼永磁合金正在筹备产业化之中。以我国独特的方法合成了一系列离子型金属氢化物,包括硼和铝的复合氢化物,以化学方法合成并研究了三类主要的储氢合金,在储氢合金研究的基础上发展出镍/金属氢化物可逆电池,均取得较新成果。

申泮文先生是著名的化学家、杰出的教育家、坚定的爱国者与南开精神的卓越弘扬者。他心系国家发展,关注化学教育,殷切挂念青年一代的成长,为国家培养了一大批优秀化学人才。多次举办不同层次的无机化学教师讲习班。撰写并翻译出版了一批无机化学专著和教科书。为发展我国无机化学教育事业作出了贡献。长期从事金属氢化物化学的研究工作。

新能源研究获得突破性进展

申泮文在国内率先开展金属氢化物的科学研究,成果深受国内外同行的重视和好评,部分成果已成为863高技术的基础,得到开发应用。从1957年就已初步打下基础的此项研究,在80年代得到开展,并已形成系统。他合成并研究了一系列离子型金属氢化物,包括硼和铝的复合氢化物;合成并研究了三类主要的储氢合金,初步研究了若干种非晶态储氢合金的合成和结构。在离子型金属氢化物的合成中,他创造性地利用廉价的金属钠作为还原剂,先生成用金属氯化物作为惰性盐分散的氢化钠,再通过负氢离子交换得到新的氢化物。这条合成路线,避免了应用昂贵的金属锂,而且氢化温度较低。后来他又改进了用稠环芳烃和四氯化钛为催化体系的合成方法,在更低温度下合成了一系列复合氢化物。这类离子型氢化物,许多是重要的合成试剂和高能燃料,这是一项有良好应用前景的基础研究。

申泮文认为,氢能在未来能源构成中必将占有重要地位。储氢合金在氢能的开发利用中常常是不可缺少的。他用共沉淀还原法合成了镍基和铁基储氢合金,用置换扩散法合成了镁基储氢合金,使储氢合金的化学合成方法得以系统化,所得产品常比冶金法得到的更均匀、更易活化或活性更高。在1984年于加拿大多伦多召开的第五届世界氢能会议上,他的工作受到了广泛关注和高度评价,他的《储氢合金的化学合成与性能研究》一文被评为优秀论文。他的镍基储氢合金研究成果为一项863高技术项目奠定了基础,一种高性能的镍氢电池研制成功并通过鉴定,成为国家863高科技计划中第一个投入开发的项目。在此基础上,成立了南开大学新能源材料化学研究所和森力高技术实业公司。南开大学化学系应用化学研究所也是由他推动建立的。申泮文经常说,科学研究不应该满足于发表论文和取得实验室技术成果,应一杆子插到底,转化成生产力。

在南开大学做金属氢化物的合成工作,首先是从氢化铝锂开始的。氢化铝锂是一类重要的还原剂,由于当时的合成方法还不够成熟,申泮文用氢化锂和氯化铝在乙醚中反应,从而得到氢化铝锂。但是这个反应却要求在反应开始的时候乙醚溶液里面必须先有一点已经合成好的氢化铝锂,才能促进反应进行。然而当时在国内买不到氢化铝锂,这便成了一个难题。

最终,在申泮文的努力下,终于取得了一定的成果。1950年,他在《化学通报》上面发表了一篇介绍氢化铝锂合成方法的文章。当时他们合成氢化铝锂的工作,也是国内最早的。

除了研制氢化铝锂,申泮文还做过一件大事,那就是搞镍氢电池的研究。做镍氢电池研究时需要避开日美专利,申泮文就想到把锂掺杂到电极里面。于是他们便做成了一种含有金属锂的复合储氢材料,经过实验发现,用做镍氢电池的电极非常有效。后来他们申报了中国、美国、日本及欧洲国家的专利,成功取得镍氢电池的知识产权。而他们的新能源材料化学研究所也和原来杨石先先生建立的元素有机化学研究所并列为南开大学化学学院的两大学术支柱。

甘心做“一辈子的教书匠”

他心系国家发展,关注化学教育,殷切挂念青年一代的成长,为国家培养了一大批优秀化学人才。“如果从科学家和教育家两个身份中选择,我宁愿做一名教育家。”

从1942年被派到兰州女中做兼职化学教员,到1995年从无机化学教研室退居二线,申泮文已经从教50余载。直至80岁高龄时,申泮文仍没有离开过讲台。退居二线并将科学研究工作交给年轻人来做后,申泮文并没有颐养天年,而是将主要精力都集中到教育改革上,带领多位志同道合的中青年教师一道开展高等化学教育的现代化改革。

作为我国当代无机化学学科的奠基人之一,申泮文是“老南开”的代表人物。1936年申泮文考入南开大学化工系,1940年毕业,从此开始了三尺讲台谱春秋的教师生涯。此后70余年时间里,他从未离开过自己钟爱的教育事业。2005年申泮文入选“中国十位最令人感动的教师”时获得的评价是“我国执教时间最长的化学教师”。那一年,他90岁。

“90岁高龄的他仍在坚持给本科生讲课,声音洪亮,思路清晰,而且从不迟到。”如今已是化学学院、材料科学与工程学院教授的周震和王一菁,提起当年给申泮文做助教的日子这样说。两位年轻教师已经接过老院士手中的接力棒,继续给本科生讲授当年他亲自开创的课程——化学(材料)双语教育,甚至“按照国际上女士优先原则教室前三排只坐女生”的惯例都延续下来。

2015年9月,申泮文百岁华诞之际,南开大学曾在东方艺术大楼为老院士举办隆重的庆祝大会。由于身体原因,申泮文未能来到大会现场,他通过视频感谢大家参加他的生日祝贺大会。视频中的老先生比几年前清瘦许多,下巴上翘起的胡须依旧那么倔强。病房里的一台大屏幕电脑,以及写字台上堆放的厚厚一摞资料,都在无声地提醒我们:这位百岁老人仍在工作。

在视频中,申泮文对大家说:“我感觉有幸的是,得知联合国教科文组织在青岛召开国际教育信息化大会。我在1985年开始就在南开大学化学系开展了信息教育,比联合国教科文组织推广这项工作早了30年。这是我在生日大会上非常高兴告诉大家的。”

他是我国第一个没有出国留学、没有博士学位的中国科学院院士,但他却编写了我国化学界第一部中文教材,出版了我国第一部简明化学教材,第一个在化学教学中引入计算机技术,主持完成我国第一部多媒体化学教科书软件,最早开展金属氢化物化学研究……他一生中,留下70万余卷册、3000余万字的著作,堪称中国最“高产”的化学家。

2017年7月4日凌晨,一场大雨仿佛在哭诉着巨星的陨落。中国科学院院士、南开大学教授申泮文,这位受人尊敬和爱戴的科学巨匠,这位留着一撮山羊胡的倔强老人,永远离开了他深爱的祖国和化学事业,留给世界一片芳华,从此人们再也看不见那个“上坡不下车,下坡不刹车”的硬朗身影穿梭于南开园了。




责任编辑: 李颖

标签:申泮文,氢能