李寶犬
全國政協(xié)委員，包頭稀土研究院稀土功能材料研究所高級工程師、稀土儲氫材料方向技術(shù)帶頭人。
實驗車間里，李寶犬停下調(diào)試，稍作休息。他的思緒飄向設(shè)備應(yīng)用后的圖景：遙遠(yuǎn)的邊防哨所和高原牧區(qū)，風(fēng)光發(fā)電的富余電力被用于制氫，儲存進稀土合金中。夜晚，這些氫氣又能平穩(wěn)釋放發(fā)電，點亮萬家燈火。
視線轉(zhuǎn)向城市：物流線上，氫能驅(qū)動重型卡車長途行駛;街頭巷尾，共享電動車搭載保溫杯大小的儲氫設(shè)備便可自由穿行。
收回思緒，李寶犬目光回到鋪著綠色地坪的車間，走向那張被設(shè)備包圍的辦公桌，這里就是所有設(shè)想一步步實現(xiàn)的地方。“我就是個最普通的科研人員。”李寶犬常說，那些關(guān)于氫能的美好愿景，落在他手中就是日復(fù)一日地埋頭實驗，讓稀土儲氫材料的性能好一點，再好一點。
淬于爐火：探索合金奧秘
稀土儲氫材料，對行外人來說是個挺陌生的詞，甚至有人會想當(dāng)然地以為，這就是個裝氫氣的罐子。
李寶犬不知跟人解釋過多少遍，稀土儲氫材料其實是一塊合金，主要由鑭、鈰等稀土元素與其他金屬組成。當(dāng)氫氣遇上這塊合金，便能通過化學(xué)反應(yīng)形成固態(tài)氫化物。需要用氫氣時，只要加熱或調(diào)整壓力，氫化物就會放出氫氣。“相比于氣態(tài)和液態(tài)儲氫，固態(tài)儲氫安全方便還省地方。”
李寶犬的研究，便是不斷改進合金配方，讓稀土儲氫材料存得更多、放得更穩(wěn)、用得更久。
尋找匹配的合金配方，就像在大海里尋找一滴特定的水，雖然知道那滴水就在海里，但尋找過程絕非易事。“首先，要從理論層面分析不同金屬組合的儲氫潛力。儲氫量能達到多少?吸放氫速度是否夠快?工作溫度能否接近室溫?這些都是必須考慮的指標(biāo)。到了熔煉合金階段，還需嚴(yán)格把控多個環(huán)節(jié)，原材料的雜質(zhì)含量、熱處理參數(shù)的控制、冷卻速度的把控……”
一聊到專業(yè)細(xì)節(jié)，李寶犬的話匣子就打開了。他那充滿探索樂趣的語氣，讓人幾乎忘卻了研發(fā)過程的復(fù)雜與漫長。事實上，材料研究是多學(xué)科融合的領(lǐng)域，離不開冶金、化學(xué)以及物理等多領(lǐng)域的知識學(xué)習(xí)。驗證一個理論是否可行，往往需要經(jīng)歷上千次實驗，因此李寶犬的日常時光多半是在實驗室度過的。
“泡”實驗室的習(xí)慣，是李寶犬2004年畢業(yè)進入包頭稀土研究院工作后，從師父閆慧忠身上學(xué)到的第一課。“只要家里沒事，師父周末必定來單位加班。受他影響，我入職頭半年，休息日也整天泡在實驗室中。”
“泡”在實驗車間的日子里，熔煉爐成了李寶犬朝夕相伴的“伙伴”。他熔煉著合金，也淬煉著自己。
關(guān)于李寶犬爐火純青的熔煉技藝，團隊成員趙玉園至今記憶猶新：“有一次熔煉時測溫探頭突然失靈，實時溫度數(shù)據(jù)中斷。就在這緊要關(guān)頭，李老師全憑肉眼觀察熔體色澤和狀態(tài)的變化，及時調(diào)控電爐加熱功率，最終成功制出了性能達標(biāo)的合金!”
提起李寶犬，趙玉園滿是敬佩：“打個比方說，熔煉合金就像做菜，把不同金屬放進爐子熔化混合，煉出新合金。但同樣的食材，不同大廚做出的味道天差地別，研發(fā)合金也是如此，只有選對配方、工藝到位，才能煉出好合金。這靠的是真功夫，而李老師就是我們的標(biāo)桿。”
然而，李寶犬對團隊成員的期望很明確，要敢于探索新路子，而不是捧著文獻或師父的經(jīng)驗“照葫蘆畫瓢”。每當(dāng)傳授徒弟新技術(shù)，李寶犬都是分為三步走：先手把手教，自己示范操作要領(lǐng);再讓學(xué)生跟著做，隨時糾正錯誤;最后完全放手，鼓勵學(xué)生自己動腦筋改進方法。“先扶上馬，再送一程，最后放手讓你自己縱馬馳騁。”趙玉園形容道。
要是實驗結(jié)果不理想，李寶犬也不會直接把答案告訴徒弟，而是帶著大家一起找原因。趙玉園分享：“李老師總讓大家回想實驗的每個環(huán)節(jié)，是原料出了問題?操作步驟不對?還是理論假設(shè)本身有偏差?就這么一步步倒著排查，揪出問題的根源。過程中他會糾正錯誤，但始終讓大家自己動腦筋想明白其中的道理。”
如果徒弟操作不認(rèn)真，比如材料配比超出誤差范圍，幾次提醒都不注意，李寶犬自然會批評。然而，若是徒弟因探索新路栽了跟頭，李寶犬從不苛責(zé)，直接挽起袖子跟徒弟一起排查問題。
翻閱李寶犬20余年的研究論文，字里行間記錄著對各種細(xì)微變量的反復(fù)嘗試。可見稀土儲氫材料的研發(fā)之路，本就是靠一步步試錯、一點點積累推進的。正因如此，李寶犬對徒弟的探索由衷感到高興。
當(dāng)某個配方突然展現(xiàn)出優(yōu)異性能時，徒弟們便感到，此前枯燥的重復(fù)瞬間有了意義。而正是這些點滴突破，為國家的稀土儲氫技術(shù)注入了前行動力。
正如李寶犬所言：“材料研發(fā)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要跨越數(shù)年甚至數(shù)十年的積累。正因成果代代相傳，我們才能開發(fā)出滿足需求的材料。”他隨即用數(shù)據(jù)印證了這一歷程：“近年來，稀土儲氫合金性能顯著提升，儲氫容量已從早期的每百公斤約1.3公斤，提升至當(dāng)前每百公斤約1.7公斤。”
而在這漫長的研發(fā)歷程中，李寶犬與團隊成員也如同合金一般，經(jīng)歷“淬火”后歷久彌堅。看著合金性能日漸精進，看著徒弟們能獨當(dāng)一面，李寶犬打心眼兒里高興。
融于風(fēng)光：破解能源難題
剛進入包頭稀土研究院工作時，李寶犬參與的第一項研究，是鎳氫電池負(fù)極材料的研發(fā)。
那時，鎳氫電池發(fā)展正盛，廣泛應(yīng)用于各類設(shè)備。但好景不長，幾年之后鋰電池成本持續(xù)下降，憑借容量更大、壽命更長占據(jù)了市場。
此后，李寶犬的研究方向轉(zhuǎn)向了固態(tài)儲氫，“因為國家越來越重視清潔能源了。”與此同時，他也跳出實驗室的一方天地，將固態(tài)儲氫放在國家能源轉(zhuǎn)型的整體布局中思考。
對于清潔能源，李寶犬并不陌生。在包頭農(nóng)村長大的他，抬眼就是無邊光景，風(fēng)呼云走，陽光慷慨。可風(fēng)與光都是陰晴不定，發(fā)電只能看天氣。有風(fēng)有太陽就發(fā)電多，沒風(fēng)沒太陽就發(fā)電少，發(fā)電多了用不完浪費，用電高峰時又不夠用。
如今，固態(tài)儲氫設(shè)備恰是解決這道難題的答案之一。它就像一個充電寶，電多時，把富余的電用于制氫;電不夠時，再把存的氫氣變回電。李寶犬正在調(diào)試的稀土固態(tài)儲氫及可再生能源儲能轉(zhuǎn)換示范工程，便是要達成這個目標(biāo)，讓風(fēng)、光、氫、電、熱形成互補。
“不過從調(diào)試到實用，還有相當(dāng)一段路要走。”李寶犬坦言，不是所有材料都能立即滿足項目指標(biāo)需求，比如第一套原理樣機做出來的時候，焊接的結(jié)構(gòu)件就存在漏點。而想讓氫氣既快速流動又不能漏氣，吸放氫氣速度既快又安全……調(diào)試之路道阻且長。
然而，只要一想到設(shè)備全面落地的那一天，李寶犬就不覺得辛苦：“發(fā)電用電、制氫儲氫、自給自足……在電網(wǎng)沒有觸及的地方，人們也不必再擔(dān)心斷電，該有多好。”如今，這套轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中固態(tài)儲氫系統(tǒng)的衍生樣機已在49噸重卡及電動自行車的應(yīng)用中初見成效。
而除了滿足電力系統(tǒng)“削峰填谷”的需要，這套系統(tǒng)還承載著李寶犬的另一項期許，那就是加強部分稀土資源的深加工能力。
上大學(xué)之前，李寶犬只知道家鄉(xiāng)包頭稀土資源豐富，還擁有世界最大的稀土礦床白云鄂博礦。從事研究工作后他發(fā)現(xiàn)，部分稀土元素產(chǎn)量偏高，但深加工能力不足，尤其是鑭、鈰、釔等稀土。而稀土儲氫材料中，鑭、鈰元素占比高達35%，這不僅實現(xiàn)了鑭、鈰元素深加工，還能優(yōu)化稀土消費結(jié)構(gòu)。
意識到這些現(xiàn)狀后，李寶犬除了總結(jié)自身研究經(jīng)驗，還多方調(diào)研收集數(shù)據(jù)，并于2024年全國兩會期間提交《關(guān)于推進稀土產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的提案》，建議拓展鑭、鈰、釔在綠氫、綠電、氫能、儲能等領(lǐng)域應(yīng)用，并具體提出：“推動稀土儲氫材料在化工、冶金、特種車輛等行業(yè)的應(yīng)用，研發(fā)應(yīng)用于儲能領(lǐng)域的鎳氫電池等。”
幾年來，無論履職還是實踐，李寶犬步履不停。“稀土儲氫21年的專業(yè)積淀使我精準(zhǔn)建言，而在政協(xié)平臺的跨行業(yè)交流，更讓我一次次破解研發(fā)難題。”
他的藍圖仍在延展，未來還計劃將稀土儲能設(shè)備拓展至醫(yī)療領(lǐng)域。那個一次次試圖“抓住”氫氣的人，又踏上了新的征途。
煉于行路：推動產(chǎn)學(xué)研深度融合
在儲氫材料研發(fā)中追求極致的李寶犬，在與企業(yè)合作研發(fā)產(chǎn)品的時候，也同樣保持著科研人員的嚴(yán)謹(jǐn)性。
科研團隊聚焦技術(shù)突破與前沿價值，企業(yè)則緊盯市場需求與商業(yè)落地。因此，企業(yè)的訴求很現(xiàn)實，提升儲氫容量和循環(huán)壽命從而搶占市場，同時嚴(yán)控成本。
起初李寶犬還有些許不理解，但他很快認(rèn)識到，企業(yè)并不一定追求更高性能。高端領(lǐng)域固然需要頂尖性能材料，但中下游市場更看重性價比。企業(yè)必須根據(jù)市場需求調(diào)整戰(zhàn)略，而這也推動科研人員不斷調(diào)整研發(fā)的方向。
因此，為精準(zhǔn)把握市場動向，李寶犬頻繁奔走在生產(chǎn)合作一線，經(jīng)常與企業(yè)人員圍繞不同儲氫材料反復(fù)討論。“企業(yè)經(jīng)常委托我們進行材料性能檢測服務(wù)，在此過程中，我們雙方還合作開發(fā)了檢測標(biāo)準(zhǔn)。”
而在走訪過程中，李寶犬得到的不只是合作意向，還有提案素材。他了解到，目前稀土回收體系尚不完善，包頭許多本地企業(yè)只能把囤積的稀土廢料賣到南方處理。李寶犬急在心里：“一方面，囤積和運輸過程中會形成損耗。另一方面，這些稀土廢料無法在當(dāng)?shù)鼐偷剞D(zhuǎn)化，形成循環(huán)產(chǎn)業(yè)。”同時，稀土廢料回收循環(huán)利用技術(shù)水平相對較低，再生產(chǎn)品大多用于低端產(chǎn)品。
因此，李寶犬整理調(diào)研所得，提交了《關(guān)于促進內(nèi)蒙古自治區(qū)稀土廢料回收再利用產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的提案》，建議進一步健全稀土廢料回收利用相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)，加大對內(nèi)蒙古稀土廢料回收再利用產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度等。同時，積極研發(fā)稀土廢料循環(huán)再利用技術(shù)及裝備，實現(xiàn)稀土資源中有價元素的高效綜合利用。
而隨著研究院與企業(yè)合作的不斷深入，李寶犬愈發(fā)意識到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的重要意義。在對接產(chǎn)業(yè)需求的同時，他還擔(dān)任了內(nèi)蒙古大學(xué)的校外導(dǎo)師。今年兩會結(jié)束后，李寶犬前往內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院和包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，宣講兩會精神。“我結(jié)合自己在兩會小組討論中提出的關(guān)于職業(yè)教育發(fā)展的建議，與院校師生就產(chǎn)教融合、校企合作等具體問題進行交流。”
投身稀土儲氫20多年，實驗室的熔煉爐已換了幾代，李寶犬的腳步也越來越匆忙。但他眼里的光沒有變。就像少年時在內(nèi)蒙古農(nóng)村望見的太陽和風(fēng)，亮堂，有勁兒。
風(fēng)還在吹，光還在照，李寶犬和他的稀土儲氫設(shè)備，就這么朝著需要的地方，一步步前進。
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