1918年，德国化学家哈伯因发明高温高压条件下用氮气和氢气合成氨的方法，获得诺贝尔化学奖，这一技术可用于生产造福人类的化肥，实现“空气变面包”。百年间，为解决高效合成氨的世界性难题，一代代科研工作者前赴后继，其间又诞生了两位诺贝尔化学奖得主。

这场科研长跑中，被誉为化学工业“芯片”的催化剂是解题关键。

你可知道，在福州大学，有我国合成氨工业催化领域唯一的国家级创新平台——化肥催化剂国家工程研究中心。在这里，一场跨越三代人的氨高效合成与利用催化剂研究一直在继续。

“为谁做科研”

福州大学怡山校区南门附近的一处僻静院子里，坐落着化肥催化剂国家工程研究中心，几栋小楼看似清简，但实验室、车间、办公室等一应俱全。

中心主任江莉龙研究员的办公桌上，垒着一摞摞资料，白板上绘满化工工艺流程图。“搞应用研究，时间不等人。”不管白天多忙碌，江莉龙晚上都要回到实验室，与师生团队讨论研究课题。这样的工作节奏，他“雷打不动”坚持了20多年。

1997年夏天，22岁的江莉龙即将从福州大学化学工程系本科毕业，被请到了时任福州大学副校长魏可镁的办公室。不承想，这次拉家常式的谈话，成了他科研生涯的“开场白”。

当时，福州大学获批建设化肥催化剂国家工程研究中心近一年，副校长兼中心主任魏可镁在选拔优秀毕业生时，提出三个要求：来自农村、学习成绩好、当过班干部。来自老区上杭、身为班长的江莉龙得到了时任化工系党总支书记肖柏青的推荐。多年后，江莉龙对这三个要求的含义有了更深体会——“能吃苦、勤学习、懂协作，是科研人必备的品质”。

这是一支以工业合成氨催化剂研究为核心的国家级研究团队，前身可追溯至半个世纪前。

20世纪70年代，因国家粮食安全需要，国内学术界开启固氮研究，致力于将空气中的氮气固定转化为含氮肥料。福州大学创始人之一、时任副校长的中国科学院院士卢嘉锡推动在福大成立了“固氮组”，并推选魏可镁任组长，带领5名大学生开始研发“工业合成氨”催化剂。

人工合成氨，是生产化肥的第一步。20世纪90年代起，我国已是全球最大的合成氨生产国，但合成氨厂以煤为燃料，节能降耗压力巨大。

“想把能耗降下来，催化剂是关键。”江莉龙说，由于国外技术封锁，魏可镁带着团队开始研究新一代低温低压高效合成氨催化剂。

在实验室之外，江莉龙经常跟着老师们深入合成氨厂开展技术服务，为的是让催化剂顺利“走上”生产线。

当时，我国有约1300家中小型合成氨厂，不少在山旮旯里。江莉龙和老师们常常辗转搭乘火车、汽车、摩托车才能抵达，在厂里一待就是个把月，和车间工人同吃同住、值班倒班。

合成氨反应过程看似简单，实则条件极其苛刻，需要在500多摄氏度的高温和300多个大气压下进行。“不走出实验室，就体会不到产业的需求和一线的艰苦。”江莉龙感同身受。

在江苏禾友化工厂值班时，一位车间主任曾跟他感慨道，工人们每天面对这么高的温度和压力，相当于“把命别在裤腰带上”。

那一刻，江莉龙懂得了“我们为谁做科研”。

“紧紧依靠产业一线”

在化肥催化剂国家工程研究中心展厅，陈列着各种催化剂。这些不起眼的颗粒物，是团队多年来的孜孜以求。

“为了产业一线，也要紧紧依靠产业一线。”说起最困难时，江莉龙仍心有戚戚。

2008年，研究团队在经过近12年的实验室研发后，开展了钌系合成氨催化剂首次万吨级工业试验，但未能取得完全成功。由于钌系合成氨催化剂的长周期稳定运行问题尚未解决，贵金属钌价格也在飞涨，经费不足，研究陷入了困境。

“我们开发的诸多催化剂都产业化了，就钌系催化剂未能产业化，是我这辈子最大的遗憾。”魏可镁话语中的失落，让江莉龙印象深刻。当时，团队正面临人才新老交替、青黄不接的阶段，钌系催化剂产业化似乎遥遥无期。

“我们的出路还是跟企业合作！”依据多年的科研经验，魏可镁坚持道。

事实上，产学研合作机制的探索，在这里早有迹可循。

20世纪70年代，魏可镁就与福州化工原料厂合作过，把当时的研发成果应用于化工原料厂。但后来工厂经营难以为继，合作中断。

合作方没了，那就自己办厂。20世纪90年代末，福州大学组建了福大催化剂厂，尝试通过校办企业转化技术成果。“但老师们没时间，也干不来销售推广工作，厂子很难做大。”江莉龙说。

此后，中心又通过技术转让、参与分红的方式，尝试与民营企业开展合作。

2012年，魏可镁与江莉龙到北京参会时意外结识了北京三聚环保新材料股份有限公司负责人。一番洽谈后，福州大学依托化肥催化剂国家工程研究中心，以技术入股，与北京三聚环保成立合资公司三聚福大。

“中心和企业成了科研联合体，共同投入，风险共担。不仅经费有了着落，而且双方核心技术人员组队攻关，推动成果加快产业化。”江莉龙说。

然而，意外不期而至。2014年10月，中国工程院院士魏可镁因劳累过度，突发脑梗不幸逝世。一时间，团队失去了主心骨。在时任校长、中国工程院院士付贤智支持下，时任副校长陈国龙与中心老师挨个谈话。最后学校决定，由江莉龙接任中心主任。

扛起中心大旗之初，江莉龙忙得“顾不上压力”。他带着团队和三聚福大技术人员全身心投入钌系催化剂产业化研究，延续魏可镁未竟的事业。虽然当时团队平均年龄只有37岁，但江莉龙相信，“站在前人的肩膀上，办法总比困难多”。

从实验室到生产线，意味着催化剂从公斤级制备走向吨级生产，安全稳定是头等大事。研究人员夜以继日，连续开展了200多天的催化剂稳定性测试；团队成员四处调研，动手设计年产钌系催化剂百吨级生产线……

那时，江莉龙常想起老师魏可镁的话，“坚持坚持再坚持，最苦难的事情也就过去了”。

2018年，历经两代科研人20余年技术攻关，该中心与北京三聚环保等共同开发集成出世界首套以煤为原料的低碳安全高效合成氨成套新技术，打破了国外近30年的技术垄断。

隔年，该技术在江苏禾友化工年产20万吨钌基低温低压合成氨装置上实现工业应用。经过专家考核标定，合成氨压力降低了约130个大气压，吨氨平均综合能耗降低200公斤以上的煤。

回首来路，江莉龙感慨道，一条技术线把国家重大需求、产业需求与平台发展、团队成长结合起来，技术突破了，团队也成长了。

“一代人有一代人的使命”

“要继承，更要发展。一代人有一代人的使命。”2018年，刚取得技术突破的江莉龙团队，又敏锐“嗅”到了新机遇。

彼时，国内外对于气候变化和节能减排愈加重视，被誉为“21世纪终极能源”的氢能受到高度关注。但由于氢气易燃、易爆，氢能产业链始终面临储运成本高、本质安全性低两大痛点。

运输不便，为何不现场制氢？通过催化剂将氨分解出氢气和氮气，这一制氢技术路径对于江莉龙团队而言再熟悉不过，“布局新能源领域的时机来了”。

2018年，刚从清华大学能源与动力工程专业毕业的博士罗宇加入中心，与从美国访学归来的陈崇启一拍即合。在江莉龙的指导下，他们开始探索以氨为储氢介质的“氨-氢”储能与发电技术路线。

“不能为了制氢反而产生高能耗。”罗宇说，实现“氨-氢”转化，首要任务是开发低温高效的氨分解催化剂。

在日复一日的实验下，团队花费了近两年时间，将氨分解制氢所需的温度条件由800摄氏度降至480摄氏度，使氨制氢转化率高达99.5%。

实验室打通技术路径后，研究迈向装备开发环节，团队再一次走出“舒适区”。

中心的测试车间里，还留有团队日夜奋战的痕迹，一台“氨-氢”燃料电池发电装置原型机静静矗立。“氨热催化分解出的氢氮混合气体，可直接进入氢燃料电池发电。”罗宇至今清晰记得首台“氨-氢”燃料电池发电站落地的过程。

2021年下半年，项目交付在即。白天，罗宇、陈崇启带着团队忙着组装设备，晚上则请来自动化专业的工程技术人员帮忙完善自动控制系统。大家铆足了劲，经常干到凌晨两三点。组装完成后，又马不停蹄把设备拉到龙岩新罗区曹溪镇一座高山上，为中国铁塔一经常性离网基站提供电力保障。团队10多人顶着大雨和蚊虫叮咬在山林里搭棚，连续3个月监测设备运行情况，春节期间也不停歇。

“这是国内首座3千瓦级‘氨-氢’燃料电池发电站，实现了氢的即产即用和安全高效发电，度电燃料成本可降低40%，每兆瓦时可实现碳减排近1吨。”罗宇说。

设备落地，也为一个新的产学研平台“开了个好头”。

2021年12月，福州大学和紫金矿业集团、北京三聚环保共同成立福大紫金氢能科技股份有限公司（简称“福大紫金氢能”），并创建国内首家“氨-氢能源重大产业创新平台”，由罗宇、陈崇启等中心老师兼任公司技术负责人。

从全国首座氨现场制氢加氢一体站，到全国首辆“氨-氢”燃料电池客车、全国首艘“氨-氢”燃料电池动力船……依托化肥催化剂国家工程研究中心研发的“低温低压合成氨”和“安全低温氨分解”两项核心技术，福大紫金氢能持续开发出“氨-氢”能源各类应用场景，在万亿氢能新赛道上抢占先机。

“学校一如既往给了我们极大帮助。面向国家重大战略、面向未来，我们将继续围绕制氨、用氨过程的催化剂及相关装备、工艺、工程进行全链条创新，推动更多技术成果走出实验室、走上生产线，做到坚持化肥、超越化肥。”江莉龙满怀期待。

走在研究中心院子里，江莉龙时常想起，20多年前第一次来这里时，周边都是农田。他和师兄弟们轮班监工，看着中心大楼“拔地而起”。如今在这里，三代人的科研创新与团队发展深刻交织，已然开辟出新天地。