來源:《中國科學(xué)報》第3版 綜合
發(fā)布時間:2023-07-31

陳忠偉 大連化物所供圖
■本報見習(xí)記者 孫丹寧
7月28日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(以下簡稱大連化物所)舉行了能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會成立大會。該學(xué)術(shù)委員會由何鳴元、包信和、陳軍、劉中民、李燦、李亞棟等20位院士以及延長石油副總經(jīng)理羅萬明等專家和學(xué)者組成。
在此次會議上,有一位鮮少亮相的學(xué)者登場,他就是能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的主任,剛從加拿大全職歸國的加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大工程院院士陳忠偉。他在加拿大領(lǐng)導(dǎo)著約70人的團(tuán)隊,2016年獲加拿大最高國家科技獎。
從水泥廠到加拿大滑鐵盧大學(xué)
“大學(xué)剛畢業(yè)的時候,其實(shí)并沒有非常明確的目標(biāo)?!标愔覀ヌ寡浴?/p>
20歲就從南京工業(yè)大學(xué)硅酸鹽工程專業(yè)畢業(yè)的他,并不知道未來到底要做什么。因?yàn)槿狈?shí)踐和社會經(jīng)驗(yàn),他希望大學(xué)畢業(yè)后換個環(huán)境,到社會的大熔爐里鍛煉一下。于是,陳忠偉深思熟慮后,選擇到一家擁有頂尖自動化技術(shù)的中日合資水泥廠工作。但很快他就發(fā)現(xiàn)企業(yè)工作并不適合自己。
“在企業(yè)工作了一年以后,我覺得有些缺乏挑戰(zhàn)性。因?yàn)楫?dāng)時的工作性質(zhì)是‘一個蘿卜一個坑’,需要按部就班做固定的工作,很難有創(chuàng)新性的舉措,而我是喜歡追求自由度和新鮮感的。這次經(jīng)歷讓我意識到,自己更想做研究型的工作,能夠有所突破、有所創(chuàng)新?!标愔覀ジ嬖V《中國科學(xué)報》。
在外面“折騰”了一段時間,陳忠偉參加了研究生考試。這次,他的目標(biāo)是華東理工大學(xué)的王牌專業(yè)——化學(xué)工程專業(yè)。這里有國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,有良好的學(xué)習(xí)氛圍和研究平臺,陳忠偉一進(jìn)來就感覺“如魚得水”。
入學(xué)一年,陳忠偉有了赴美讀書的打算?!耙?yàn)槟莻€時候,國內(nèi)能源領(lǐng)域發(fā)展剛起步,而國外的相對比較成熟,所以想去了解一下前沿技術(shù)?!?/p>
碩士畢業(yè)后,陳忠偉奔赴美國加州大學(xué)河濱分校攻讀化學(xué)工程博士學(xué)位,開展燃料電池研究。
陳忠偉認(rèn)為,新能源產(chǎn)業(yè)是一個“冉冉升起”的朝陽產(chǎn)業(yè)。在美國讀博的這幾年,他的判斷得到了印證——化石能源消費(fèi)所產(chǎn)生的環(huán)境問題和氣候問題日益凸顯,人類開始尋求消費(fèi)過程中碳排放更低的能源消費(fèi)品種,新能源地位日益顯著。
“當(dāng)時我們實(shí)驗(yàn)室和美國能源部及其國家實(shí)驗(yàn)室合作過燃料電池項(xiàng)目,這為我后續(xù)確立研究方向打下了基礎(chǔ)。”陳忠偉介紹道,“當(dāng)時想畢業(yè)后去高校,專心做研究?!?/p>
陳忠偉于2007年進(jìn)入美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行下一代燃料電池催化劑的研究。一年后,他收到了來自美國和加拿大幾所高校的助理教授的offer。
“最終選擇加拿大的滑鐵盧大學(xué)主要是看中了一點(diǎn)——它特別注重科研的應(yīng)用,在工程研究和應(yīng)用轉(zhuǎn)化方面做得很好,專利、IP完全歸屬于研究人員,可以 100%自主應(yīng)用并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化?!标愔覀フf,“而且周圍是加拿大的‘硅谷’,黑莓手機(jī)就是在這兒發(fā)源的,大量人才聚集于此,這很吸引我?!?/p>
在滑鐵盧大學(xué),陳忠偉從2008年9月開始著手組建自己的團(tuán)隊。彼時,整個北美的許多研究組都將重心轉(zhuǎn)向了電動汽車研制,而其中鋰電池不可或缺。于是,陳忠偉就與美國通用汽車公司合作,開始研制鋰離子電池的硅碳負(fù)極材料,并推動了下一代鋰離子電池核心材料等多項(xiàng)技術(shù)發(fā)展。
十幾年時間,陳忠偉團(tuán)隊從最開始的幾個人發(fā)展為近70人,成為滑鐵盧大學(xué)大研發(fā)團(tuán)隊之一,并一直致力于燃料電池、高能鋰離子電池、硅硫鋰電池等的研制。
想給技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化“搭座橋”
在加拿大的工作正“風(fēng)生水起”,“閑不住”的陳忠偉卻開始考慮下一步了。
“我要回國?!碧岬竭@件事,陳忠偉語氣堅定,“當(dāng)前,中國的新能源產(chǎn)業(yè)有世界上規(guī)模最大的市場和非常完整的產(chǎn)業(yè)鏈,能夠有更多的機(jī)會,能更高效地實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新和應(yīng)用,為降低二氧化碳排放和保護(hù)人類環(huán)境作貢獻(xiàn)。此外,回國我有機(jī)會建立一個可以快速實(shí)現(xiàn)從科研到應(yīng)用轉(zhuǎn)化的團(tuán)隊。在國外的高校搞研究更像‘個體戶’,一個團(tuán)隊以一名教授為主,并沒有完備的工程師隊伍或者助理研究員輔助,學(xué)生的流動性也非常大,很難擁有一個穩(wěn)定的團(tuán)隊。”
“‘個體戶’創(chuàng)新能力比較強(qiáng),想到什么就能立刻做什么,但在應(yīng)用研究中,它的短板很明顯。因?yàn)樽鰬?yīng)用需要有長期的人員經(jīng)驗(yàn)積累,要有能力和產(chǎn)業(yè)進(jìn)行對接?!标愔覀ジ嬖V《中國科學(xué)報》,這是他選擇大連化物所的主要原因,這是一個基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化全鏈條貫通的綜合性研究所,有非常成熟的成果轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn),也有一批像甲醇制烯烴、煤基乙醇等從“實(shí)驗(yàn)室到工廠”的成功案例,能夠真正做到不讓成果在“抽屜里睡大覺”,而這正是他追求的目標(biāo)。
陳忠偉從2010年起就在做鋅空氣儲能電池相關(guān)的研究,是世界上對該領(lǐng)域開拓最早的研究團(tuán)隊之一。
“從該領(lǐng)域最初只有幾個團(tuán)隊到現(xiàn)在幾百個團(tuán)隊,我們的文章被引用將近一萬次,在一定程度上引領(lǐng)了該領(lǐng)域的發(fā)展?!标愔覀フf。
鋅空氣電池其實(shí)很早就有相關(guān)商業(yè)化應(yīng)用,比如老年人的助聽器。這種電池能量密度非常高,是鋰電池的兩到三倍,并且不易起火爆炸,但其壽命較短,很難循環(huán)使用。陳忠偉發(fā)現(xiàn)了該問題后,就想推動鋅空氣電池真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用,而轉(zhuǎn)化應(yīng)用離不開工程化的放大。
“在加拿大的時候,我們?nèi)狈@樣的團(tuán)隊,沒有‘橋梁’,實(shí)驗(yàn)研究和成果轉(zhuǎn)化就像兩座‘孤島’。這也是我回國立刻組建工程師團(tuán)隊的原因?!标愔覀ソ忉尩?。
在大連化物所,陳忠偉預(yù)期組建一個200~300人的“大型團(tuán)隊”,有完善的實(shí)驗(yàn)室條件,有穩(wěn)定的科研人員實(shí)驗(yàn)隊伍進(jìn)行基礎(chǔ)研究,有單獨(dú)的工程師隊伍進(jìn)行工程轉(zhuǎn)化,有可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)放大及中試的研究平臺,還有和學(xué)生面對面交流溝通的機(jī)會……
“很感謝大連化物所對我的信任,給了我一筆啟動資金,允許自由的科研模式存在。我覺得我們的合作是‘雙向奔赴’。”陳忠偉說。
研究所為陳忠偉搭建了“橋梁”,而他希望在好的成果和工業(yè)化之間“搭起一座橋”,幫助那些缺乏成熟的成果轉(zhuǎn)化體系的高校?!艾F(xiàn)在國內(nèi)新能源市場很大,但很多好的成果還‘躺’在實(shí)驗(yàn)室里。我希望團(tuán)隊能成為‘一座橋’,幫助優(yōu)質(zhì)成果快速進(jìn)行轉(zhuǎn)化?!?/p>
研究要形成“獨(dú)一無二”的方法論
這些年,陳忠偉培養(yǎng)了許多學(xué)生,很多選擇回國工作,繼續(xù)在科研領(lǐng)域深耕。他認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵,在于讓每個人形成屬于自己“獨(dú)一無二”的方法論。
“授人以魚不如授人以漁,要讓他們有自己的一套科研方法和獨(dú)立思考的能力,而不是麻木地做實(shí)驗(yàn)、發(fā)文章?!标愔覀ジ嬖V《中國科學(xué)報》。
每名學(xué)生剛進(jìn)入團(tuán)隊,陳忠偉都會和他們“一對一”面談,樹立一個明確的研究計劃和目標(biāo),及時引導(dǎo)他們進(jìn)入該領(lǐng)域,熟悉氛圍。他希望學(xué)生閱讀調(diào)研大量文獻(xiàn),對研究領(lǐng)域有清晰的認(rèn)知,做創(chuàng)新性工作,不盲目被動地跟隨他人。他會和學(xué)生共同討論,明確實(shí)驗(yàn)的思路和創(chuàng)新點(diǎn),幫助學(xué)生擁有自己的“一席之地”。
未來,陳忠偉團(tuán)隊將繼續(xù)圍繞燃料電池方向探索研究,在大連市長興島打造電池的“下一代隔膜”。而擔(dān)任能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任后,陳忠偉對該實(shí)驗(yàn)室有了自己的期許:“之前大連化物所能源領(lǐng)域的研究方向更多偏向傳統(tǒng)能源,迫切需要開拓一些新的方向,比如新的電化學(xué)能源。我們希望更多關(guān)注清潔能源這一領(lǐng)域,開發(fā)以合成氣/甲醇、儲能、氫能等為紐帶的多種能源優(yōu)勢互補(bǔ)、耦合利用的關(guān)鍵技術(shù),為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源新體系提供高質(zhì)量科技支撐。此外,通過與人工智能交叉結(jié)合,提高生產(chǎn)效率,占領(lǐng)創(chuàng)新制高點(diǎn),助推‘雙碳’目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。”
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