Профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Юй Хуан стала первой женщиной-лауреатом в истории Международной премии «Глобальная энергия».
В 2025 году ей присудили награду в номинации «Нетрадиционная энергетика» за создание наноматериалов, повысивших эффективность и надежность топливных элементов.
В настоящее время профессор продолжает совершенствовать технологии в области наноматериалов и катализаторов, адаптируя свои разработки для практического применения в энергетической отрасли.
Из Китая — в США
Научная карьера Юй Хуан началась в родном Китае, где она получила фундаментальное образование и степень бакалавра по химии в Научно-техническом университете. Затем был переезд в США и продолжение обучения в Гарвардском университете. В 2002 году Юй Хуан получила степень магистра, а через год защитила докторскую диссертацию по инновационному направлению — «Интегрированная наноразмерная электроника и оптоэлектроника». В рамках исследования она изу-чала наноразмерную науку, технологии полупроводниковых нанопроводов и перспективы их применения. После успешной защиты прошла постдокторское обучение в ведущих научных центрах: Массачусетском технологическим институте, Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса.
С 2006 года начала преподавательскую деятельность в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса, где заняла профессорскую позицию на кафедре материаловедения и технологий материалов.
Фундамент для новой энергетики
Профессор Хуан совершила настоящий прорыв в области создания структурированных наноматериалов, которые произвели революцию в работе топливных элементов. Ее новаторские исследования в сфере наноэлектроники и оптоэлектроники заложили фундамент для качественно нового этапа развития энергетического сектора.
Ключевые направления исследования:
- Разработка инновационных катализаторов для топливных элементов нового поколения.
- Создание высокоэффективных электрокатализаторов на базе металлов платиновой группы.
- Совершенствование процессов восстановления кислорода в топливных элементах.
В ходе исследований ученая сосредоточилась на нескольких ключевых направлениях. Прежде всего, на разработке инновационных катализаторов для топливных элементов нового поколения и создании высокоэффективных электрокатализаторов на базе металлов платиновой группы. Также она совершенствует процессы восстановления кислорода в топливных элементах.
Юй Хуан удалось существенно увеличить производительность электрокатализаторов, сократить затраты на применение металлов платиновой группы, а также успешно решить задачу по совмещению высокой каталитической активности с длительным сроком службы. Разработанные ею технологии сегодня успешно интегрируются в производство современных типов топливных элементов, используются при создании энергоэффективных систем преобразования энергии и внедрении экологически безопасных источников питания.
Топливные элементы будущего
Юй Хуан получила премию «Глобальная энергия» за разработку катализатора, который используется в водородных топливных элементах.
«У нас есть водородные топливные элементы и автомобили на них. Ключевой их недостаток — высокая себестоимость — существенно ограничивает конкурентоспособность этих элементов по сравнению с традиционными видами топлива. Большая часть стоимости водородных элементов приходится на используемый катализатор — это дорогая платина. Мы нашли решение — использовать меньше платины, — рассказывает профессор. — Ученые нашего университета в Лос-Анджелесе работают над созданием водородных топливных элементов с платиновыми катализаторами, позволяющими экономить до 80% сырья и материалов для их изготовления.
Перспективы у этой технологии колоссальные. Такие топливные элементы отличаются своей экологичностью: при реакции в двигателе вырабатывается только вода и электричество. Открывается множество возможностей для создания водородных топливных элементов с длительным сроком службы, а значит, можно будет использовать их не только для легковых автомобилей, но и для больших грузовиков, для автономных источников питания и так далее. Признаюсь: я в восторге от открывшегося потенциала».
По словам Юй Хуан, сотрудники Калифорнийского университета сфокусировали внимание на разработке различных форм платиновых катализаторов с целью повышения их активности, чтобы они могли катализировать больше реакций. Другая важная задача касается повышения долговечности топливных элементов: ученые нацелены сделать так, чтобы топливный элемент прослужил не один год, а 10 лет. В результате катализаторы и элементы станут более доступными по цене.
«Полученные в нашей лаборатории катализаторы позволяют добиться 80% экономии материалов. При этом количество используемой платины снижено с 40 до 6 граммов. Это значит, их легко адаптировать под конкретные нужды, они универсальны», — отмечает исследователь.
Лидеры готовы делиться знаниями
Юй Хуан считает, что в современном мире женщины-ученые стали играть большую роль: к их мнению прислушиваются, они активнее участвуют в области STEM-науки (от англ. Science, Technology, Engineering, Mathematics — комплексное направление, объединяющее естественные науки, технологии, инженерию и математику) и, в частности, энергетических наук.
«Возможно, мой опыт вдохновит молодых женщин-ученых присоединиться к исследованиям в области энергетики», — отмечает она, подчеркивая, что международная премия вручена ей не за индивидуальные достижения, а за усилия коллектива ученых.
«Награда — это не только сама премия, но и сеть контактов, и дружеские отношения, которые можно создать на этой платформе, а затем внести больший вклад в исследования в области энергетики. Я благодарна возможности быть частью этого международного научного сообщества, с нетерпением жду дальнейших дискуссий, новых возможностей учиться друг у друга и вместе работать над устойчивым энергетическим будущим, — рассуждает профессор Хуан. — Не секрет, что глобальным вызовом современности является энергопереход. Ни одна технология, ни один институт или страна не смогут справиться с ним в одиночку. Для этого важно объединить усилия государств, научных институтов и других заинтересованных сторон».
Актуальной общей задачей, по ее мнению, является сокращение технологического разрыва между развитыми и развивающимися странами.
«Возможно, мой опыт вдохновит молодых женщин-ученых присоединиться к исследованиям в области энергетики.
Награда — это не только сама премия, но и сеть контактов, и дружеские отношения, которые можно создать на этой платформе, а затем внести больший вклад в исследования в области энергетики.
Я благодарна возможности быть частью этого международного научного сообщества».
«Понятно, что у развитых стран больше ресурсов и накопленных знаний, по этой причине они имеют больше инноваций и достижений. Я думаю, что такие страны могли бы взять на себя ответственность не только делиться знаниями, но и обучать ученых и инженеров в развивающихся странах, чтобы они создавали собственные инновации и поддерживали внедрение технологий в своих странах. С другой стороны, у каждого региона, развивающейся или развитой страны есть свои проблемы и местные решения. Работая в тесном сотрудничестве, мы понимаем, в чем заключаются проблемы друг друга. В китайском языке есть выражение, означающее, что камень с другой горы может сломать нефрит с этой горы. Если бы мы могли развивать коммуникации и партнерство и иметь общую цель для преодоления определенных препятствий, считаю, это был бы отличный путь вперед», — говорит профессор Хуан.
В частности, она хотела бы взаимодействовать с латиноамериканскими научными кругами, промышленностью или правительствами.
«Страны Латинской Америки заинтересованы в развитии зеленой генерации — уже сегодня многие из них производят свыше 60% электроэнергии за счет возобновляемых источников энергии. Я вижу здесь большой потенциал и большой интерес к соответствующим разработкам. Если наши технологии будут им полезны, и они смогут интегрировать их в свою систему использования ВИЭ, я буду только рада», — резюмирует Юй Хуан.
Подготовила Елена ВОСКАНЯН
Фото предоставлено пресс-службой Ассоциации «Глобальная энергия»
WhatsApp
ВКонтакте
.svg)
