陈忠伟：探访国家级重点实验室，解析能源革命的催化之力
封面新闻记者 边雪 徐瑛蔓
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“催化，是利用催化剂加速化学反应的过程，也是能源转化的核心。”当被问及如何解释能源催化转化全国重点实验室的名称时，主任陈忠伟告诉封面新闻记者。
从南京工业大学硅酸盐工程专业的学生，到加拿大滑铁卢大学深耕电池技术，再到2024年回国领衔全国重点实验室，陈忠伟的科研之路始终紧扣“能源”二字。在电动车普及、储能电站林立、低空经济萌动的今天，电池已成为能源系统的“心脏”，而其安全性则是这颗心脏健康搏动的首要前提。
近日，封面新闻记者走进能源催化转化全国重点实验室，专访了实验室主任陈忠伟，聆听他如何以“全链条创新”理念，从材料本质特性出发，构筑电池安全防线，推动实验室从基础研究走向产业前沿，在能源革命浪潮中担任“催化者”与“筑路人”。
封面新闻记者专访能源催化转化实验室主任陈忠伟。（封面新闻记者 徐瑛蔓拍摄）
“全链条创新”：从实验室曲线到产业生产线
“论文里的曲线再漂亮，如果不能落地就是纸上谈兵。”这是陈忠伟常对学生说的一句话。在他看来，电池回收不是单一技术问题，而是一项复杂的产业系统工程。2019年，他提出“从源头到回收端的闭环创新体系”，并前瞻布局人工智能在电池领域的应用。
在这一理念下，团队建立起涵盖退役电池拆解、正极回收、再生制备、性能验证到再利用的全链条技术体系。2024年，团队自主研发的连续化回收中试装置成功稳定运行，标志着再生材料从“可用”迈入“更优”。如今，吨级中试线已为多家企业提供再生正极材料，反馈良好。
“科技创新只有嵌进产业链，才算真正落地。”陈忠伟告诉封面新闻。目前，团队正与企业共同规划千吨级示范线，推动形成“科研—示范—产业”联动机制。已建成的关键材料与技术中试基地、电芯与电池模组中试基地，为核心技术的工程化验证提供了坚实支撑。
安全第一：从“被动防御”到“本征安全”的电池进化论
随着电动汽车和大型储能项目的爆炸式增长，电池安全已成为社会关注的焦点。
“电池的挑战，首要的就是安全性。”陈忠伟在专访中开门见山地指出。他进一步向封面新闻阐释，传统液态锂离子电池的安全隐患主要源于其使用的有机电解液，“它很容易在电池发生短路或温升异常的情况下起火，甚至爆炸。”
为了解决这一根本难题，陈忠伟团队将研发重点投向了固态电池。“固态电池主要是用固态电解质，它的熔点、燃点非常高，材料稳定性强，从材料的本征特性上就解决了安全性的问题。”陈忠伟告诉封面新闻。团队通过发展复合固态电解质隔膜以及独特的界面柔性粘结材料，解决了固体与固体之间界面接触不良的行业难题，使得固态电池即使在没有外部高压强约束的情况下也能稳定工作，极大简化了未来产业化应用的工艺难度。
除了材料层面的革新，主动的智能防御系统是保障电池安全的另一道关键闸门。“传统电池管理系统往往要等故障发生才能响应，而我们要做的是‘未卜先知’。”陈忠伟介绍，其团队与产业界联合开发的“储能AI智眸系统”，如同为电池装上了“数字大脑”。该系统通过融合电化学机理与海量运行数据，能将安全预警时效从传统的分钟级提升至天级，实现从“被动报警”到“主动预测”的跨越。“我们的目标，是让‘电池数字大脑’守护更多储能项目，为零碳能源体系保驾护航。”陈忠伟表示。
下一代电池：高能、宽温域与氢电耦合的“破界”之旅
在筑牢安全基石的前提下，提升电池的综合性能是满足未来多样化能源需求的关键。“能量密度、宽温域工作能力和成本，是另外几个核心挑战。”陈忠伟对封面新闻表示。
团队研发的半固态与准固态电池，不仅安全性高，还将工作温域拓宽至-40℃至80℃。“我们今年年初在漠河零下36度的环境下，用搭载了低温电池的无人机进行了成功验证，它能保持原有电池容量的85%以上。”陈忠伟介绍道。这一突破使得电池在南北极寒或酷热地区都能高效运行，应用场景得到极大拓展。
而对于低空经济、机器人等对能量密度有极致要求的新兴领域，现有电池体系已接近极限。陈忠伟团队前瞻性地布局了“氢电耦合电源系统”。
“燃料电池能量密度高，但倍率性能不足；锂电池则相反。我们把两者耦合起来，取长补短。”陈忠伟解释道。目前该系统能量密度已达600瓦时每公斤，下一代目标指向800至1000瓦时每公斤，旨在为飞行汽车、重型无人机提供“强劲的心脏”。陈忠伟向封面新闻透露，该技术已授权进行产业化，产线调试完成，即将进入规模化量产阶段。
“我们正处在能源革命、工业革命与人工智能浪潮交汇的时代。”陈忠伟认为，人工智能的深度融入正在从根本上改变能源科技的研发与应用模式。
在研发端，人工智能正将传统的“试错式”实验转变为“精准设计”模式。“AI可以结合我们自己的实验数据和全球的科研大数据，提出更优的实验方案，极大提高研发效率和成功率，加速研发周期。”陈忠伟告诉封面新闻。这为解决从中试到产业化的“死亡之谷”难题提供了新工具。
在应用端，如前所述的“电池数字大脑”仅是开始。陈忠伟展望，人工智能与智能传感技术的结合，将催生出真正“会思考、能进化”的下一代智能化电池系统，不仅能管理能源，更能优化整个能源网络的运行效率。
不仅关乎技术创新，更关乎资源安全、环境保护与产业未来，在与陈忠伟的对谈中，从筑牢电池安全的本征防线，到突破能量密度的物理极限，再到以人工智能重塑研发与管理系统，一条从实验室通往广阔天地的能源创新之路，正变得愈发清晰而坚实。“这是一个快速交替的时代，”陈忠伟微笑着向封面新闻记者说道，“而我们，希望成为那个为新时代提供兼具‘安全’与‘强劲’双重特质心脏的人。”
（特别鸣谢：比亚迪为本次新闻报道提供采访用车。）
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