每天早晨，你必須重新掀開廢棄的磚石，碰觸到生機盎然的種子。

科研尤需如此。

水系電池實驗室已進駐寶山復旦科創中心

時間的流速，放諸不同場景、不同個體，亦不盡相同。

某個角度看晁棟梁，他是靜態的，春季衣著幾乎是清一色燈芯絨襯衫、運動褲加板鞋，因為實用好穿。對於市場拋來的合作、投資、入股意向，他的第一反應永遠是“找我同事聊吧，我這方面不在行”。

但另一個角度，他又是極其敏銳而神速的，特別是戴上護目鏡、穿上白大褂，一頭扎進實驗室﹔抑或查閱頂刊跟蹤科研動態、捕捉專業信息，有些天甚至上午在實驗室琢磨“催化”，下午一張機票飛去學術論壇搜集“源頭活水”。

水系電池，是晁棟梁團隊的主攻方向，也是基於趙東元院士領銜的介孔材料技術基座“長”出的安全儲能設施應用，一個國際材料科學界的前沿領域。

工作中的晁棟梁

僅上月以來，好消息便綿綿不斷——水系電池技術得到國家重點研發計劃支持，中國、新加坡兩國政府將對該項目共計投入3000萬元人民幣﹔攜手寶山區成立相關公司，培養職業經理人專門服務該實驗室成果轉化和技術轉移﹔同時，加大區校合作力度，將在寶山區設立規模更大的中試實驗室，直接接駁產線，也離市場更近。

邁出的這一小步，很快引發溢出效應。10多天前，國內某企業慕名而來，三年投資1000萬元支持該實驗室關於水系電池的基礎研究。“不設預期、不定制方向，隻有一個訴求：成果直接應用。”

在晁棟梁眼裡，這卻是實實在在的一大步——市場有需求、企業有魄力、政府有支撐，對基礎研究來說，這是理想的催化劑。

看准了就抓緊干

不喜歡“卷”的年輕科學家，卻“卷”出了一片新天地。

要搞懂實驗室發力研究的水系電池，還得回到其“母技術”——介孔材料。

復旦大學先進材料實驗室，趙東元率領團隊二十年如一日磨砥刻厲，在介孔材料領域取得“從0到1”的原創性突破，領跑國際同類研究。

扎實的技術底座，滋養出萬種可能。如今，介孔材料可廣泛應用於生物醫藥、儲能、電子材料、化妝品等領域。當下，多位年輕科學家領銜科研團隊在不同領域持續“開枝散葉”。水系電池，正是該技術在安全儲能新賽道的一項重要應用研究。

不難理解，水系電池正因其主體材質為水溶液，對比其他電池技術，最核心的優點是安全。防火抗摔耐磨損，即便遭遇外界應力破壞也能維持性能相對穩定。

還有一個特點是環境友好。新型水系電池廢棄后能夠自行降解，甚至可以歸為生活垃圾，對環境幾乎沒有負擔。它將在高安全需求的基站電源、生物電源、水域海域移動儲能，以及低成本動力需求的兩輪電動車、電動汽車等領域投入應用示范和規模利用。

憑借水系電池相關研究，晁棟梁曾入選權威的《麻省理工科技評論》“35歲以下科技創新35人”。當下，他正帶領團隊持續攻關，在確保穩定安全的前提下，進一步提高水系電池所承載的能量密度。

回溯緣何聚焦這一領域，值得咀嚼一番。

大學本科主修材料學專業的晁棟梁，讀博期間最先接觸是鋰電池，但鋰電池面臨安全性能和資源稀缺問題，且產業賽道過於“擁擠”。他大膽發問：“如果不是鋰電池呢？”不急不躁，在實踐中反復比選，晁棟梁逐步將視線聚焦到當時還隻有極少數基礎研究人員涉足的水系電池領域。

國際上，對於新一代水系電池的研究相對前沿，盡管面臨諸多難點，但也意味著有更多可能。

水系電池實驗室裡的檢測設備

看准了就抓緊干。

聚焦水系電池，從海外求學歸來的他，入師趙東元麾下，一頭扎進這個全新領域。

闖蕩新領域，有著旁人難以想象的孤寂與艱辛。

比如，與鋰電池、鈉電池等成熟實驗材料供給體系不同，水系電池相關實驗材料十分考究，比較難覓，隻能自己搗鼓。晁棟梁將水系電池所需的不同元素不同比例的鋅、鈦、銅、鎳等金屬片一股腦兒都買來，一遍遍試驗適合的基底材料。無數個日夜，他埋首實驗室“擀面團”——防止氧化產生變量。各種組分、各種材質都嘗試一遍，終於有了眉目。在團隊全力推進下，開發迭代電解型鋅錳電池，提出“固—固轉化型金屬負極”，率先建立相關產線——琢磨出新材料、新機制、新器件，一舉提升了水系電池能量密度。

“引領才有價值”，這是晁棟梁經常挂在嘴邊的一句話。不難理解，也正是這樣一種價值感、意義感，支撐著他在少有參照系的科研“無人區”中一路闖蕩，“卷”出了一片新天地。

基於“拿得出手”的硬核研究成果，復旦大學水系電池研究中心近期揭牌成立，標志著相關基礎研究與應用邁入新征程。

需求側撬動新研發

地處產業園區的中試實驗室，外行眼裡，很難看出門道。除了實驗室常見的瓶瓶罐罐，各種化學合成裝置外，還有一堆接在檢測通道上、交替閃爍的電池樣本。

內行人則會點出更多道道：比如，這裡配備了軟包、圓柱電池等相關研究項目的生產線，這些在現有高校實驗室並不常見。

之所以直接接駁產線，正是為了破解此前一直存在的成果轉化堵點。

晁棟梁舉例說，以往任何一項大規模拓展的新技術，通常需要3至5年的技術孵化，才能真正用到產品上。個中緣由之一是，實驗室裡的研究往往基於非常小的器件，處於理想化情況下進行分析和測試。一旦集中放大應用到產線，常會發生不可預期的變動，實驗室裡的理想化、精細化與投放至產線的大規模生產應用之間容易產生偏差。

實驗室裡的電池樣本

實踐中，將實驗室每一次成果放大、復刻至產線，更需要爬坡過坎。

比如，中試時材料量產的均一性，一直存在問題。以水系電池所需原材料鋅負極為例，在實驗室階段，可通過輕微打磨、酸洗等方法來處理鋅片，便可應用。一旦放大，很難直接利用。考慮到水系電池重量的每一毫克都要精准計算，團隊決定研發新型鋅粉微球來代替。這樣一來，從用量到比例，都需要重新調整和磨合，看似簡單的“放大”，實則是項繁瑣而艱難的新工作。

無數次枯燥實驗，無數次推倒重來，從攪漿、滾壓，到分切，團隊一步步將實驗室成果往前推進，在產線上有機組合拼裝，讓水系電池生產更趨安全穩定。

有時，在調試數月后依舊沒有太大進展，研究團隊中的學生們難免情緒低落。

這時，合作企業讓晁棟梁“計從中來”。產線上發現的問題，還得回到產線上去找答案。他把學生們派往華為、寧德時代等大廠，在產線上實地感受學習這些企業打磨產品的方式和態度，也鼓勵年輕學子從生產實踐中找到“改良因子”，倒過來啟迪、反哺實驗室研究。

事實証明，這樣的方式管用。團隊磨礪了決心，也有了實際經驗去克服困難，更為下一步科研創新打下基礎、埋下種子。如今，研究團隊正瞄准國際尖端籌建國內首條GWh級水系電池中試產線。

上海是唯一一個集結了幾乎所有電池大廠的城市，寧德時代、特斯拉、比亞迪等都在這裡建有基地。“需求側不斷撬動著新研發，這些是我們的優勢，理應大有作為。”

“每天都是新鮮的”

“材情四溢敢為人先”，水系電池實驗室所在大樓門口，這樣一句話鼓舞人心。

今年初，晁棟梁入選“上海科技青年35人引領計劃”，這無疑也是對他領銜的這支年輕研究團隊的褒獎。

頒獎辭中的一些“摘要”，也精准勾勒出這位年輕科學家、這個年輕實驗室的志向——“面向世界科技前沿”“具有全球視野”“有創新影響力”……

“以顛覆性技術和前沿技術催生新產業、新模式、新動能，發展新質生產力”的當下，既需要實驗室能錨定初心，板凳甘坐十年冷，踏踏實實將一樁事做到極致，實現領跑﹔也需要實驗室能主動“出走”，靠近產線、貼近市場，產學研深度融合，讓成果迅速轉化為現實生產力，賦能生產生活。

這，聽起來不易，做起來更難。

更需要年輕科學家們有那麼一點囊螢映雪、鈍學累功的態度。“吃苦耐勞是從事科研的基本品質，當然，基底還是熱愛。”晁棟梁這樣說。

每當被問及“經年累月重復實驗必定很枯燥吧？”晁棟梁的答案卻不一般：每天都是新鮮的。他眼中，探索的每一步，都能給后來者以啟迪。有啟迪就意味著不同，意味著價值。

晁棟梁又出發了，近期他密集往返於內蒙古、上海、廣東等地，穿梭於實驗室、產業園區、企業等，力爭將水系電池從實驗環節更快、更廣泛地推上產線，推向市場。

而在他的案頭，始終是那塊印著化學元素周期表的定制鼠標墊，“我們從這裡出發，也從這裡一直走下去”。

（來源：上海寶山）

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