在遼寧大連星海灣畔,一座看似普通的科研基地正悄然推動著中國能源革命的進程。這里是中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所能源催化轉(zhuǎn)化全國重點實驗室,一支由170余名科研人員組成的團隊,正在構(gòu)建覆蓋“材料-電池-系統(tǒng)”的全鏈條創(chuàng)新體系,為能源自主創(chuàng)新注入強勁動力。
實驗室主任陳忠偉帶領(lǐng)團隊聚焦國家能源安全,圍繞“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo),以催化科學(xué)為基礎(chǔ),開辟了化石能源低碳利用、電化學(xué)與儲能、氫能與多能融合三大研究方向。他形象地比喻:“催化劑是化學(xué)工業(yè)的‘心臟’,而轉(zhuǎn)化則是能量形態(tài)變革的核心環(huán)節(jié)。”實驗室的研究成果正對應(yīng)著能源革命的關(guān)鍵戰(zhàn)場——讓傳統(tǒng)能源更清潔,讓可再生能源成為可能,讓電能存儲更高效安全。
在電化學(xué)儲能領(lǐng)域,團隊取得了突破性進展。針對新能源汽車與儲能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長帶來的動力電池回收難題,陳忠偉團隊自主研發(fā)的“一步法”電池回收工藝,將傳統(tǒng)三步流程壓縮至一步,在連續(xù)反應(yīng)體系中完成前驅(qū)體再生。該技術(shù)使鎳、鈷、錳萃取率超過99.8%,雜質(zhì)去除率超過97%,成本僅為傳統(tǒng)方法的三分之二。目前,噸級再生正極材料中試線已建成,并為多家電池企業(yè)供貨,某儲能企業(yè)使用再生中鎳三元材料后,電池成本降低32%,循環(huán)壽命提升20%。
實驗室的創(chuàng)新不僅體現(xiàn)在材料回收領(lǐng)域,更延伸至儲能系統(tǒng)智能化管理。團隊與雙登集團聯(lián)合研發(fā)的“儲能AI智眸系統(tǒng)”,通過深度學(xué)習(xí)模型,僅需15個充電周期數(shù)據(jù)就能將電池剩余使用壽命預(yù)測誤差控制在5.40%以內(nèi)。該系統(tǒng)已部署于西藏、華北、新疆等多地儲能電站,實現(xiàn)從電芯到電站的全維度智能管理,榮獲2025年度國際儲能創(chuàng)新大賽“創(chuàng)新典范TOP獎”。
在極端環(huán)境應(yīng)用方面,團隊研發(fā)的超低溫高比能鋰電池展現(xiàn)出強大實力。2025年初,該電池在黑龍江漠河-36℃環(huán)境下仍保持85%以上容量,并成功應(yīng)用于六旋翼無人機飛行驗證。這一突破解決了低溫環(huán)境下電池性能衰減的難題,為極地科考、低空經(jīng)濟等領(lǐng)域提供了可靠的動力解決方案。
面向未來,實驗室已布局下一代電池技術(shù)。在固態(tài)電池領(lǐng)域,團隊開發(fā)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)隔膜及界面柔性粘結(jié)材料,解決了界面相容性與機械強度難題,實現(xiàn)寬溫域(-40℃至80℃)工作。更引人注目的是氫電耦合電源系統(tǒng)的研發(fā),該系統(tǒng)將燃料電池的高能量密度與鋰電池的高倍率性能結(jié)合,系統(tǒng)能量密度已達600Wh/kg,下一代目標(biāo)指向800Wh/kg至1000Wh/kg。這項技術(shù)已授權(quán)某上市公司產(chǎn)業(yè)化,并成立大連維克森公司推進量產(chǎn),助力飛行汽車、重型無人機等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
走進實驗室,測試平臺上跳動的曲線訴說著能源循環(huán)再生的故事。陳忠偉指著屏幕上再生三元正極材料的循環(huán)曲線介紹:“用這種材料做成的電池,充放電1000次后,電量仍能達到全新狀態(tài)的92%。”這種“變廢為寶”的技術(shù),讓退役鋰電正極不僅獲得再生,還能升級為下一代材料,真正實現(xiàn)了資源的高效循環(huán)利用。
實驗室走廊里,科研人員穿梭于精密儀器之間,金屬的質(zhì)感與電路的脈絡(luò)交織成一幅科技畫卷。這里沒有炫目的光效,只有儀器低鳴的運轉(zhuǎn)聲和沉靜專注的背影。陳忠偉說:“我們從2008年底開始布局鋰電池研發(fā),那時候全世界的電動汽車才剛剛起步。經(jīng)過十幾年發(fā)展,我國電動汽車相關(guān)技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平。”這份堅持與執(zhí)著,正推動著中國能源革命不斷向前。










