在今年有天津大学“学生诺贝尔奖”之称的该校第十四届学生科学奖的颁奖典礼中，有一位阳光帅气的博士生分外活跃。他是天津大学化工学院2013级博士生何光伟，今年他在《先进材料》和《先进功能材料》两份世界顶级期刊上连续发表了两篇学术论文，与许多知名教授专家“比肩”。在现场被调侃为“明明可以靠脸，却偏偏靠才华”时典型时，这位校园“学神”回应说，“年轻人只有脚踏实地，才能仰望星空。”

“天大学霸”何光伟

       在旁人眼中看来，何光伟是一个不折不扣的“学神”：研究生入学专业成绩第一、以专业最高评分两次获得研究生国家奖学金、十几次参加国内外学术活动并作学术报告、申请了10项国家专利（其中学生第一发明人4项）......他获得的荣誉“数不胜数”。除此之外，何光伟累计发表了22篇论文，其中一区论文19篇，第一作者论文7篇（SCI一区6篇），IF值基本都在6以上。

       一般来说，影响因子IF评分大于10即可被认定为世界范围内最顶级的学术杂志，是“金字塔的顶尖”。因此，今年何光伟连续在世界顶级期刊《先进材料》和《先进功能材料》上发表两篇学术论文，在学校内引起了不小的轰动。同时这两篇论文也是今年在何光伟所从事的“质子膜”研究领域中，国际上仅有的发表于IF>10期刊上的论文。

       近日，天津大学化工学院博士生何光伟在国际顶级学术期刊《先进材料》和《先进功能材料》上连续发表了以“氢燃料电池用离子交换膜的传递过程强化”为主题的两篇论文，在世界范围内首次提出一种构建氢燃料电池“质子通道”的新概念，可将其“能量传递速率”提升2倍，有望大幅提升电池性能并降低其成本，从而促进这一“零污染”绿色能源的推广。

纳米结构质子交换膜的形态和质子通道微环境

       氢燃料电池是使用氢作为燃料，通过电化学反应来“发电”，从而提供能量的电池。其“发电”过程只会产生水，属于对环境“零污染”的绿色能源，同时也避免了传统电池充电耗时的问题，是目前最具发展前景的新能源方式，如能普及并应用在车辆及其他高污染发电工具上，将能显著减轻空气污染及温室效应。

       氢燃料电池要通过质子交换膜实现“质子传递”从而“发电”，质子传递效率也就决定了电池的能量传递效率。但目前在世界范围内，氢燃料电池面临着质子传递效率还不能满足实际应用要求，质子膜成本高昂两大技术难题，难以迅速推广。

       何光伟提出的新概念，是通过物理微环境和化学微环境协同调控，并采用纳米材料自组装的方式，在氢燃料电池内构筑起一条高效的质子通道，相比目前普遍使用的通过高分子微相分离构建的离子通道，它是一条更加规整、连续的“高速公路”，实验验证其质子传递效率提升了2倍。如果这一概念能够应用到氢燃料电池的实际生产应用中，可大幅增强电池的性能，降低成本，特别是有望显著提升氢燃料电池汽车的续航能力。

       在努力攻克学术难题的同时，何光伟也在积极推动他的科研成果工业化的进程，努力让自己所学发挥出作用。他主动承担了实验室横向的研究项目，带领团队开发出的磺化聚醚醚酮系列质子交换膜的质子传导率（核心指标）高出商业化王牌膜5倍，成本却仅为其1/10。这一产品可以应用于水处理用电渗析器，这是净化污水的一个必备单元，可以使水处理过程更加高效，有很好的投入产业化的前景。不仅如此，他还作为学生方面的第一负责人与北京一家环保技术有限公司合作，研发出性能优异的离子膜，预估市场价值达到了500万。 

文章链接：

[1] Guangwei He, et al. 27(36), pp:5280–5295; 2015, Advanced Material, DOI: 10.1002/adma.201501406

Nanostructured Ion-Exchange Membranes for Fuel Cells: Recent Advances and Perspectives

[2]Guangwei He, et al. 2015,Advanced Functional Material,  DOI: 10.1002/adfm.201503229

Tunable Nanochannels along Graphene Oxide/Polymer Core–Shell Nanosheets to Enhance Proton Conductivity

(本文转载自天津大学网站http://www.tju.edu.cn)

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页