“2021上海大学生年度人物”候选推荐人选事迹材料公示
张忠豪：永不止步的“挑战者”
张忠豪，男，汉族，共青团员，上海交通大学机械与动力工程学院2021级硕士研究生。
张忠豪在氢能领域深入钻研，研发的一体式可逆燃料电池发电效率和电解效率分别突破60%和80%，两项指标均领先于业内翘楚美国劳伦斯国家重点实验室和韩国科学院的现有水平，领跑全球。他以第一作者身份在国际能源领域核心期刊Energy（IF=8.857）上发表研究成果，并在能源领域顶级国际会议ICRCE上作学术报告，与全球专家学者探讨交流。他积极响应国家号召，推动科技成果转移转化，与多家国内知名企业签订合作意向，现已累计签署两千余万元的投资协议。他大义担当、无畏疫情，组织千余名志愿者，累计服务师生采样80余万人次，总服务总时长超5万小时，同时主动挖掘抗疫事迹，构建宣传主阵地，讲好疫情防控的“大思政课”。他累计申请发明专利两项（均为第一作者，一项已授权）、软件著作权一项（第一作者），在校期间获得第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖、上海交通大学优秀团干部等荣誉。
一、一体式可逆燃料电池的开路先锋
随着军事技术的进步，我国对无人作战系统的续航时长和负载能力的要求将越来越高，新型超长航时、大负载的能源系统亟需开发。张忠豪所研发的一体式可逆燃料电池是一种全新的能源系统，它能以极高的能量密度实现稳定的供能和储能，是高负载、长续航能源系统的理想选项。
在研究初期的调研过程中，张忠豪发现对于双向效率难以提高这一问题，学术界和商业界均无成功的解决方案和应用案例，他明白任务艰巨、道阻且长。研究重点集中在业界公认的“卡脖子”难题——“水气混流”问题上，受到生活中高速公路道路分隔线和北方旱稻田种植方式的启发，他提出了一种“亲疏分区”的气体扩散层新结构，为水和气分别提供“专用通道”。
分区的思路看似简单，但如何将厚度不足190微米、几乎可以视为平面的碳纸变成立体化的“旱稻田”，保证气体如同秧苗一样在疏水“土壤”中肆意扩散，水在亲水“沟渠”中流通无阻，一直是困扰着张忠豪的难题。在一次利用疏水材料加热处理碳纸的实验中，他发现因受热不均制得的“劣质碳纸”出现了奇妙的现象：受热较多的区域比受热少的区域呈现出更为疏水的特点。他恍然大悟：高温会提高物质扩散速度，相应区域的疏水性自然更强。基于此，张忠豪巧妙地利用金属比空气导热速度快的特性，设计出不锈钢金属掩膜对碳纸进行加热处理。经过600多次的实验，终于制得了满足“水气分流”需求的气体扩散层。
电池在搭载他所设计的气体扩散层后，发电效率和电解效率分别达到了60.5%和80.9%，超过韩国科学院（发电效率57%，电解效率71%）和美国劳伦斯国家实验室的现有性能（发电效率58%，电解效率78%），居国际领先地位。在与多位院士和高级工程师进行探讨交流之后，他的研究得到了一致肯定，中国工程院院士谭建荣赞许道：“作品巧妙构思，解决了双向效率低的难题。”基于上述研究成果，他以第一作者的身份在国际能源领域核心期刊Energy（IF=8.857）上发表论文，并申请了两项发明专利（一项已授权）和一项软件著作权（已授权）。
在此基础上，张忠豪与团队参加了第十七届“挑战杯”比赛，搭建出无人车可逆燃料电池系统。他们为了一台合适的空压机反复挑选对比，常连续十余小时进行系统的安装调试，对近百个零部件一一选型，最终克服了电动汽车底盘设计和控制策略开发零基础、系统与无人车设计标准不匹配两大困难，使系统在无人车上顺利运行。上海电器设备检测所的测试报告表明：团队所开发的无人车航时从原有的十余小时陡然提升到97小时，实现了质的飞跃。凭借着“百舸争流，奋楫者先”的开拓奋斗精神，张忠豪及团队斩获了“挑战杯”特等奖，无数次的努力与坚持最终取得了回报。
二、科技成果产业化的实践达人
2020年9月，李克强总理在考察交大时，鼓励交大师生不断传承创新精神，积极推动科技成果产业化商业化，用自己的创造贡献国家和社会。张忠豪从中深受鼓舞，立志要“做有用的研究”，推动科技研究成果的转移转化。
在参加“挑战杯”比赛的同时，他积极寻求可逆燃料电池系统在其他场景中应用的可能。在导师的帮助下，他与北京长征天民高科技有限公司进行合作，为某型号无人机设计系统样机，经测试，他所研发的电池系统满足无人机动力系统要求，并使无人机的续航和负载能力大幅提升，将用于某新型军用无人机。同时，团队也与上海电气集团股份有限公司中央研究院、上海氢晨新能源科技有限公司等企业签订了合作意向，为电网、空天、军工等领域提供了一种清洁、高效、长续航的能源系统，为氢能源的发展提供了新方向。
“挑战杯”过后，张忠豪开始谋划创建公司，尽快将产品推向市场。他主动与国际知名燃料电池企业科德宝集团燃料电池系统研发部主管、奇迹创坛投资顾问Helios Xu取得联络，定期讨论商业愿景，目前已获得“奇迹创坛”201万元的投资意向。同时，团队也与上海六禾投资有限公司签署了2000万元的投资协议。“道阻且长，行则将至”，张忠豪立志在未来继续努力做“有用的研究”，探寻科技成果转移转化的更多可能。
三、疫情防控志愿工作的“排头兵”
三月，紧张的“挑战杯”备赛与上海疫情狭路相逢。彼时，突如其来的疫情袭击了交大校园，正常的学习生活被打乱，接踵而至的突发状况急需大量的人手。秉着“躬身入局，挺膺负责”的态度，张忠豪在备赛之外又担起核酸检测志愿者工作负责人的任务。
他勇挑重担，迅速组建志愿者团队共筑安稳校园。疫情期间，他带领千余名的核酸检测志愿者团队，连续工作90天，累计服务师生采样超80万人次，服务总时长超5万小时，保障了疫情防控工作的顺利进行。
他铸魂育人，注重疫情防控期间的价值引领。作为学校团委辅导员，他与团队共同策划，将战疫过程中的“实景教学”素材转化为短视频等鲜活形式，构建宣传主阵地，讲好疫情防控“大思政课”，吹响“我是党员我先上”、“我是团员让我上”、“我是退伍兵我得上”的号角，相关工作获央视新闻、人民日报、光明日报等媒体广泛宣传报道。
无数个日夜，他在晨光中迎接第一批后勤人员的到来，又在星空下目送最后一批重点人员离去。当被问到是什么力量支撑他走过这段艰难的时光时，他引用塔勒布的话说：“你要成为火，渴望得到风的吹拂。”
他是氢能全新领域的开路先锋，是科技成果产业化的实践达人，也是抗疫志愿工作的“排头兵”，无论角色怎么变，张忠豪不断突破自我、永不止步的挑战者本色未曾改变，也绝不会改变。“猛志逸四海，骞翮思远翥”，未来，他将继续助力中国新能源领域清洁、和谐、有序地发展，努力打造碧海蓝天；他将把青春融进祖国的山河，在付出与奉献中寻找自己的人生意义；他将一次次地直面挑战，追求卓越，用奋斗成就最亮丽的青春底色！