郑津洋:与高压氢气"较劲"三十年,给加氢站装上安全锁
2025年3月,大连氢能检测中心特殊环境实验室。一只70兆帕的车用储氢气瓶被火焰团团包围,瓶内压力从70兆帕一路攀升到110兆帕,约20分钟后一声闷响,气瓶炸裂,冲击波把防爆铁丝网掀得歪斜,厚重的抗爆混凝土墙却安然屹立。这是国际上首次基于联合国UN GTR 13-Ⅱ法规完成的70兆帕储氢气瓶火灾爆炸试验,而试验采用的氢瓶耐火极限评估方法,正是中国工程院院士郑津洋指导建立的。为了这一声"响",他已经和高压容器、管道打了三十多年交道。
嵊州少年,求是园里一守九年
1964年11月,郑津洋出生于浙江嵊县(今绍兴市嵊州市)。1983年9月,19岁的他考入浙江大学化学工程学系,从此在求是园一口气读到博士:1987年本科毕业,随即攻读化工过程机械专业博士研究生,1992年获工学博士学位。我国化工机械学科开拓者王仁东先生"从实践中提出问题、再回到实际"的治学传统,导师朱国辉先生带着学生琢磨"行业短板在哪、未来图景是什么"的思维方式,在他心里烙下了深深的印记。博士毕业当年他留校任教,1997年,33岁的郑津洋晋升教授;1999年赴美国橡树岭国家实验室做访问学者。2006年至2016年,他担任浙江大学化工机械研究所所长整整十年。
和"氢脆"死磕的二十年
2002年,郑津洋把目光投向氢能储运。氢气又轻又极易爆,还会钻进金属内部引发"氢脆",让钢瓶在毫无征兆间突然断裂。当时国内测试氢脆只能"先充氢、再到空气里拉断",模拟不了储氢装备的真实工况。他带领团队攻克高压氢气密封等难题,发明140兆帕快开式材料高压氢脆原位检测装置,使中国成为继美国、日本之后第三个具备在140兆帕压力下开展高压氢脆研究能力的国家,并在5至140兆帕氢气环境中测完6种国产常用材料,建起国内首个材料高压氢脆数据库。
他另辟蹊径,提出以抗氢脆焊接薄内筒为核心的全多层储氢容器设计思想——接触氢气的内层用抗氢脆好钢,外层用普通压力容器钢,牵头制定我国首部储氢高压容器产品国家标准,把我国储氢装备压力从35兆帕一举推到98兆帕。在丰田常熟加氢站,团队主持研制的98兆帕储氢高压容器安全服役,容积达到1立方米,为当时世界最大。2021年11月,他作为第一完成人,领衔的"氢气规模化提纯与高压储存装备关键技术及工程应用"项目获2020年度国家科学技术进步奖二等奖。
几十年的时间里,我一门心思地做几项研究。但是每个研究,我都力求做深做实做细,务必"落地",以真正推动产业的迭代升级和整个行业的健康成长。
从零下162℃到南水北调,样样都要"落地"
储氢之外,郑津洋还守着另外两条战线。液化天然气低至零下162摄氏度,深冷容器性能随温度极难调控,他带队攻克基于深冷强化的设计制造技术,系列轻量化真空绝热深冷储运容器实现产业化,并作为第一完成人获2017年度国家科技进步奖二等奖,项目名为"重型压力容器轻量化设计制造关键技术及工程应用"。更早的2014年,他在"极端条件下重要压力容器的设计、制造与维护"项目中排名第三,获国家科技进步奖一等奖。针对地震多发国家油气水长距离输送的急需,他还创建钢丝缠绕增强塑料柔性复合管(PSP)设计理论,系列高压大直径产品用进了南水北调工程。
他给"落地"立下三条硬标准:研发高端产品、制定行业标准、解决关键技术难题。他牵头创建国际氢能协会规范标准专委会和"高压过程装备与安全"教育部工程研究中心,牵头起草国家技术规范2部、国家标准11项,参与联合国UN GTR 13等国际规范编制。2022年北京冬奥会上穿梭的氢燃料电池汽车,其加氢站储氢罐就得益于团队研发的技术。2021年11月18日,郑津洋当选中国工程院院士(机械与运载工程学部);2022年6月浙江大学氢能研究院成立,他出任院长。
他最看重的"作品",是学生
在浙大,郑津洋以"勤"和"严"出名。一年里除了大年三十和正月初一、初二,只要不出差开会,他一早就在实验室;学生的毕业论文,他每一页都看,大到方向立意、小到字号标点都不放过;出差途中在火车、飞机上给学生打电话答疑,24小时内回消息,是师生间多年的默契。从教29年时,他已培养42名博士、85名硕士。每年新生见面,他都叮嘱三句话:"阳光心态、强健体魄;志存高远、脚踏实地;全面发展,形成特色。"
📋 关键信息
- 出生:1964年11月,浙江嵊县(今绍兴嵊州)
- 教育:浙江大学化工系本科(1987)、化工过程机械博士(1992,直接攻博)
- 当选:2021年11月18日当选中国工程院院士(机械与运载工程学部)
- 现职:浙江大学能源工程学院教授、浙江大学氢能研究院院长
- 国家奖:2014年科技进步一等奖(第三完成人);2017、2020年度科技进步二等奖(均第一完成人)
- 标志性成果:140兆帕氢脆原位检测装置、98兆帕储氢高压容器;牵头国家技术规范2部、国家标准11项
- 育人:培养博士42名、硕士85名,主编《过程设备设计》已出5版
结语
从嵊州少年到工程院院士,郑津洋三十年"一门心思做几项研究",却把每一项都做成了产品、标准和国家能力。那只在大连火场中炸裂的氢瓶,测出的是装备的极限,守住的是加氢站里每一次加注的安心。