何鑫：把握機(jī)遇 燃燒未來
來源：中國科學(xué)報 2014-1-1 白文龍
2009年12月，遠(yuǎn)在美國能源部國家可再生能源實驗室任高級工程師的何鑫也在關(guān)注哥本哈根氣候大會。
“中國溫室氣體排放量超過美國，成為世界第一位”，聽到這樣的內(nèi)容，離家出國近十年的他心里很不是滋味。經(jīng)濟(jì)上的迅速崛起，卻在環(huán)境和能源上付出了巨大的代價。何鑫明白這是一個發(fā)展中國家在壯大的過程中不可規(guī)避的問題，只是當(dāng)這個主體是中國時，情感到底還是占了上風(fēng)。
同一年，哥本哈根氣候大會之前，中國政府宣布控制溫室氣體排放的行動目標(biāo)，到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。
說出去的話，潑出去的水。減排目標(biāo)喊了出來，自然就收不回去。能做的，自然就是減排。在何鑫看來，當(dāng)時的中國是發(fā)現(xiàn)了問題，也真誠地想要解決問題，然而在發(fā)展低碳的道路上也面臨著挑戰(zhàn)，包括技術(shù)。檢點了一下自己在燃燒、內(nèi)燃機(jī)、可再生能源領(lǐng)域的工作，何鑫決定尋找機(jī)會回國。“我后來一直在做發(fā)動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)方面的研究，也知道國內(nèi)的汽車行業(yè)發(fā)展很快。當(dāng)國家想要在減排上加大力度時，回國當(dāng)然是最好的選擇。不僅因為義務(wù)和責(zé)任，也因為國內(nèi)更能夠讓我學(xué)有所用，大展拳腳。”
何鑫在2012年8月回到母校清華大學(xué)，任汽車工程系/燃燒能源中心特別研究員。
回國后，何鑫對研究方向做了清晰的規(guī)劃，其中之一便是燃料基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究。“燃燒過程是非常復(fù)雜的。比如說，一個簡單的氫氣燃燒，你可能覺得氫氣加上氧氣不就生成水了么，其實這個過程可能要經(jīng)過四五十個基元反應(yīng)步驟，甚至牽扯到更復(fù)雜的反應(yīng)。如果燃料是汽油，它本身就有成百上千個組分，燃燒過程中涉及的反應(yīng)可能就是上萬種。”何鑫說。從燃料放到發(fā)動機(jī)里去燒，一直到產(chǎn)生污染物排放，要減排，就要弄清污染物產(chǎn)生的原因，對燃燒過程進(jìn)行極細(xì)致的分析。何鑫的快速壓縮機(jī)實驗平臺就是為研究這個中間過程而設(shè)計的。
內(nèi)行人看門道。何鑫的研究自然有他的出發(fā)點。以當(dāng)前的國情來看，汽車發(fā)動機(jī)以汽油機(jī)為主，重型卡車以柴油機(jī)為主，它們各有其優(yōu)缺點。何鑫對內(nèi)燃機(jī)發(fā)展方向進(jìn)行分析后，希望能揚長避短，結(jié)合二者優(yōu)勢，開發(fā)出既可提高效率，也能降低污染物排放的燃燒新概念。“我們把這種概念叫做低溫燃燒”，何鑫細(xì)心解釋，“汽油機(jī)里靠火花塞點火觸發(fā)燃燒，燃燒過程受控于火焰?zhèn)鞑ニ俣取２裼蜋C(jī)通過控制噴油時間來控制著火時間。低溫燃燒發(fā)動機(jī)里一個較大的特點就是，著火時刻和燃燒過程與燃料的化學(xué)反應(yīng)直接相關(guān)。所以，必須很精確、具體地去了解燃料燃燒化學(xué)過程，通過其他一些途徑來改變化學(xué)反應(yīng)過程，從而達(dá)到精確控制低溫燃燒發(fā)動機(jī)著火時間和燃燒的目的。”由于該項研究可以有效地對發(fā)動機(jī)燃燒過程控制提供必要的理論和實驗支持，對汽車內(nèi)燃機(jī)、航空航天發(fā)動機(jī)等的改進(jìn)具有直接的應(yīng)用價值。
何鑫在低溫燃燒上的研究，早在美國通用汽車公司任職期間便開始了。當(dāng)時，他曾在美國能源部資助下，主持通用公司柴油機(jī)高效清潔燃燒技術(shù)的研發(fā)，并參與美國能源部及國家生物柴油委員會等多個項目的研究，對于生物質(zhì)燃料燃燒研究頗有心得。他也希望將生物質(zhì)燃料燃燒的研發(fā)經(jīng)驗在國內(nèi)繼續(xù)發(fā)揚，開發(fā)出適合中國特色的新技術(shù)。
“中國特色”，這也是何鑫回國以后想的最多的問題。畢竟，科研無國界，實際應(yīng)用的國情卻是不同的。技術(shù)上的求同存異就成為必然。就算在博士期間建立的快速壓縮機(jī)實驗平臺至今還被密歇根大學(xué)應(yīng)用，對于在清華重建該平臺，他還是不敢馬虎，進(jìn)行了許多有針對性的改進(jìn)，努力向世界先進(jìn)水平靠近。
美國自然科學(xué)基金“生物質(zhì)燃料燃燒”項目會評專家，美國能源部高級能源研究項目評審專家，2011年獲美國能源部國家可再生能源實驗室“President’s Award”得主……對何鑫來說，過去的成績和身份都已煙消云散。現(xiàn)在，他的團(tuán)隊雛形已現(xiàn)，實驗平臺也已投入使用，還有無盡的研究和大好的未來等著他去燃燒熱情，勤懇開拓。
