孙世刚院士——推动锂电池+氢燃料电池产业化的新能源“巨子”


来源:中国粉体网   昧光

[导读]  厦门大学孙世刚院士

中国粉体网讯

 

前言

 

因对电化学基础研究的突出贡献,他当选中国科学院院士。心怀科技报国初心,近年来,他带领团队立足学科基础研究,持续在新能源领域斩获面向产业的突破性成果,推动实验室成果与生产转化的连接。

 

1专家介绍

 

孙世刚,中国科学院院士,厦门大学教授,博士生导师,固体表面物理化学国家重点实验室学术委员会主任。

 

孙世刚院士 图源:厦门大学

 

兼任中国化学会副理事长;担任Electrochimica Acta副主编;《化学学报》、《化学教育》和《光谱学与光谱分析》副主编,《电化学》主编。

 

2个人简历

 

1982年毕业于厦门大学

 

1986年获法国巴黎居里大学法国国家博士学位

 

1991年-至今,厦门大学教授

 

2015年当选中国科学院院士

 

3研究方向

 

电催化、电化学表面科学,谱学电化学、能源电化学

 

4学术成就

 

发展了系列电化学原位/工况(Insitu/Operando)谱学和成像方法,从分子水平和微观结构层次阐明了表界面过程和电催化反应机理,提出了电催化活性位的结构模型。

 

创建电化学结构控制合成方法,首次制备出由高指数晶面围成的高表面能铂二十四面体纳米晶,显著提高了铂催化剂的活性,引领了高表面能纳米材料研究领域的国际前沿。

 

主持国家基金委重大科研仪器设备研制专项“基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置”和“界面电化学”创新研究群体项目,牵头中国科学院学部“我国电子电镀基础与工业的挑战和发展”等项目。

 

5科研故事

 

5.1自强不息的求学之路

 

1977年恢复高考的消息传来时,知青们大都非常激动,都说这是一条走出农村的路。当时已经走上工作岗位的孙世刚,似乎更适合留在家乡,侍奉双亲。正因如此,他并没有专门复习备考,而是抱着试一试的态度,怀着非常轻松的心情走上了考场。回忆高考经历,孙世刚说:“我当时已经参加工作了,抱着试试看的想法走上考场。我觉得题目不算难,每门考试都是第一个交卷,心态很好。”

 

被厦门大学录取后,大一那年孙世刚重点“恶补”化学和英语两门功课,成绩才跟上。尽管之前对化学毫无概念,但孙世刚发现化学真是有用。从老百姓最常接触的电池、自行车,到最尖端的导弹、潜艇,都会用到。这极大地激发了他的学习兴趣。

 

那时候,我们国家已经基本处于和平年代。但福建地区的人民解放军和据守金门岛的国民党还在打炮仗。身处厦门前线,他们这些大学生也被编入了民兵队,老师任命孙世刚为民兵连长,经常要真枪实弹地站哨。也正因如此,他们这批学生有着很强的组织性和纪律性,求学之路吃得了苦。

 

1982年,孙世刚参加了研究生考试,报考的导师是田昭武院士。成绩出来后,孙世刚抓住了去法国留学的机会。经过3个月的学习,掌握了一些基本的日常会话后,他们又到法国接受了3个月培训,便去巴黎第六大学的电化学专业上课了。在法国科学院,孙世刚和一位早来一年的法国学生一起毕业。大家都很吃惊:“中国学生可真勤奋呀!”5年的留学生活,他熬过了无数挑灯夜读的日子,他以自强之心迎来了学业有成的一天。

 

5.2宁德时代+厦钨新能源的“技术担当”

 

新能源产业是福建重点布局的战略性新兴产业。“十四五”时期,福建计划打造两个以上产值超千亿元的新能源产业集群。厦门作为新崛起的电动之城,此前已将中航锂电、海辰新能源、厦钨新能源等新能源龙头企业揽入怀中。

 

宁德时代丨2021年底,宁德时代投资70亿元,厦门时代锂离子电池生产基地项目(一期)开工建设。这样的土壤,让孙世刚团队的科学研究成果有了更广阔的用武之地。作为电动车的心脏,动力电池占据整车成本的近40%。曾经,关键锂电技术和材料都掌握在日韩手中,突破不了电池技术,就难以在新能源汽车领域开拓新局面。

 

2014年,宁德时代与孙世刚团队相遇。孙世刚团队自主研发的原位表征技术,助力宁德时代实现产品的变革性提升。孙世刚教授团队成员介绍:“这项技术可以让研发人员‘在线’观察锂电池材料变化,充放电同时进行分析。可以实时检测到哪种状态产生了气体,准确把握故障原因,并快速改进。”

 

自2014年起,孙世刚担任宁德时代首届专家技术委员会委员。2016年,宁德时代建立了院士专家工作站。2017年,宁德时代企业博士后流动站成立,黄令教授作为合作导师,共同培养企业博士后至今。

 

厦钨新能源丨2018年,厦门钨业获批国家发改委“高端储能材料国家地方联合工程研究中心”,孙世刚受聘担任中心技术指导委员会主任。据了解,孙世刚团队研究的技术正是这个方向,他们在钴酸锂材料表面形成包覆层,相当于给它们穿了件‘防电衣’,使电池在高电压下也能正常充放电。

 

孙世刚认为,他们的研发成果能够帮助企业创新,企业能力提升后产生的需求,也在帮助他们调整科研方向。如今,厦钨将能源新材料发展为三大主营业务之一,成为锂电正极材料领域的一流供应商。

 

5.3科研探索谋于未来

 

在厦门大学,以孙世刚团队为代表,氢能已开始了技术攻关和产学研结合。孙世刚说,“我们搞科学研究,就是要结合国家和社会需要解决的问题,用心做,不断探索”。当前我国氢能产业也处在快速发展阶段,而氢的大规模运用是一个重要的发展方向。孙世刚表示,“氢燃料电池商业化一直受阻于昂贵的铂基催化剂。怎样把催化剂效率提上去,同时把成本降下来,是我们未来研究重点。”

 

对未来的科学研究与成果转化,孙世刚院士充满信心。按照现有的研究基础,未来很有希望基于非贵金属催化剂的燃料电池、超高比能量密度和比功率密度储能体系以及解决一些国家重大需求,取得新的突破。

 

6国家级“宝藏”教师

 

孙世刚院士从教三十多年,极力推动青年教师走上教学第一线,让他们教学相长。他以身作则,长期坚持主讲厦门大学化学专业主干课程《物理化学》,并作为课程负责人将该课程建设成为国家级精品课程。教师荣誉更是数不胜数,曾获国家级教学成果奖、国家级教学名师奖、全国模范教师、全国高等学校优秀骨干教师、全国优秀博士学位论文指导教师、福建省杰出人民教师、全国先进工作者等多个奖项或荣誉称号。2021年10月,孙世刚院士还荣获教育部颁发的首届全国教材建设先进个人”称号。

 

结语

 

孙世刚院士曾说:科研就是一种攻坚,它需要勇气和坚韧。孙世刚院士还说:为自己的祖国搞科研,再苦再累也值得!这样的科研人,这样的榜样,有力量。

 

信息来源:厦门大学、中国科学报、中国科学技术大学国家同步辐射实验室、福建日报、百度百科等

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作者:昧光

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