陳成猛：不能讓成果“躺”在實驗室

個人簡介：

陳成猛，博士，研究員。2006年本科畢業于中國礦業大學礦物加工專業，2012年于中國科學院山西煤化所獲材料學博士學位，其中2010-2011年在德國馬普學會Fritz Haber研究所聯合培養。從2012年至今任中國科學院山西煤炭化學研究所709課題組長，從2019年至今任中國科學院炭材料重點實驗室和中國科學院石墨烯工程實驗室副主任，2022年創辦國科炭美新材料（湖州）有限公司，任董事長。

長期致力于先進炭材料開發及其儲能和熱管理應用研究，主持國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中科院重點部署、山西省重大專項、國防重點和產業合作項目30余項，累計到位經費超1.6億。在Adv Mater、Adv FunctCarbon、ACS EnergyMater、Adv Energy Mater、(Lett、Energy Storage Mater等知名期刊發表SCI論文200余篇，他引15000余次，h因子60，授權專利53項，出版英文專著2部，主持制訂國際標準4項、國家標準3項。獲中國科學院青年科學家獎（2023）、IEC1906獎（2022）、山西省自然科學一等獎（2019）、中國產學研合作創新成果一等獎（2019）。入選《麻省理工科技評論》中國區“35歲以下科技創新35人”、山西省學術技術帶頭人等。

當石墨烯闖入他的青春

2004年，當英國科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫首次發現石墨烯時，中國礦業大學礦物加工專業的學生陳成猛正埋首于課堂與實驗室之間。這種被譽為"材料之王"的二維碳納米材料——世界上最輕、最薄，同時兼具卓越導熱性和極低電阻率的新材料，瞬間點燃了這位青年學子的科研熱情。兩年后，本科畢業的陳成猛毅然選擇繼續深造，將研究方向轉向這一充滿無限可能的領域，開啟了他與石墨烯的不解之緣。讀博后，在導師的安排下，陳成猛開始探索用氧化還原法制備石墨烯。當時，我國對石墨烯的研究才剛起步，可供查閱的資料非常有限。為了研究石墨烯，陳成猛不斷閱讀相關書籍、改進制備方法。2012年獲得博士學位后，陳成猛在中國科學院山西煤炭化學研究所牽頭成立了首個以石墨烯為主攻方向的課題組，擔任課題組長，并嘗試建設一條噸級石墨烯中試生產線。

陳成猛回憶，成立之初團隊只有兩個人，實驗室所有設備都需搭建。他們在購置了一些必備的實驗儀器和材料后，科研經費就所剩無幾了。即便條件艱苦，陳成猛也沒想過放棄，而是帶領課題組想盡辦法建設生產線。在不懈努力下，他們掌握了批量化生產石墨烯的核心技術，生產線成功落地并穩定運行。

淀粉變"黑金"：打破國外壟斷

2015年，陳成猛在石墨烯產業化取得進展后，敏銳捕捉到儲能領域的新需求。在與下游廠商的交流中，陳成猛得知：超級電容器的核心材料——電容炭長期被國外壟斷，不僅價格高昂，供應也受制于人。這一"卡脖子"難題激發了陳成猛的科研斗志，他當即決定帶領團隊攻關電容炭技術。

超級電容器是介于傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，具有較高的比功率、較寬的工作溫度范圍和極長的使用壽命，且對環境無污染。而電容炭作為超級電容器的電極材料，是一種研制難度極高的多孔活性炭。

傳統電容炭制備主要依賴三類原料：價格昂貴的椰殼炭、性能不穩定的石油瀝青，以及工藝復雜的高分子材料。經過大量實驗驗證后，陳成猛發現這些傳統路線都難以突破性價比的瓶頸。"既然現有方案都行不通，我們就必須開辟新路徑。"團隊決定另辟蹊徑，將目光投向來源廣泛、成本低廉的淀粉原料。

通過創新性的工藝設計，團隊成功開發出淀粉基電容炭制備技術。這項突破性成果不僅實現了原材料成本的大幅降低，更通過對淀粉分子結構的精準調控，構建出理想的孔隙結構體系。

陳成猛說：“電容炭的研發過程充滿艱辛，但研究成果令人驚喜，目前，從衡量超級電容器的三個性能指標：功率密度、能量密度和循環壽命來看，我們研制的電容炭主要指標都不錯，并不輸給國外競爭產品，另外，由于采用創新原材料體系，一些指標還有較大優化空間。”

“不能讓成果‘躺’在實驗室”

“科研人員要研發產業需要的技術，不能讓成果‘躺’在實驗室。”這是陳成猛掛在嘴邊的話，也是他科研生涯的真實寫照。2021年，當了解到國內多家企業急需鈉離子電池負極材料——硬炭，卻受制于進口時，他再次挺身而出。

“鈉離子電池具有生產成本低、安全性能高等優勢，近年來備受關注。”陳成猛介紹，作為一種新型負極材料，硬炭結構穩定、工作電勢較低，是鈉離子電池理想的負極材料。"但硬炭長期依賴進口，我們必須突破這個瓶頸。"他立即組建攻關團隊，僅用一年多時間就成功研發出生物質基硬炭。然而，后續成果轉化之路并不好走。生物質基硬炭制備成本高、壓實密度低，產品化難度較大。

面對挑戰，陳成猛展現出科研人的執著與智慧："遇到問題不可怕，關鍵是要找到解決方案。"他帶領團隊大膽調整技術路線，轉而采用儲量豐富、成本低廉的煤和瀝青等礦物原料，最終開發出具有市場競爭力的鈉離子電池硬炭負極材料。

2022年，陳成猛將其科研成果進一步延伸至產業化領域，在浙江省湖州市長興縣創立國科炭美新材料有限公司，標志著其科研創新正式邁入商業化運營階段。公司面向儲能、電動汽車、兩三輪車、工程機械、和消費電子等領域，聚焦鋰、鈉離子電池和超級電容器產業需求，以硬炭和多孔炭材料為主攻方向，致力于為用戶提供可信賴的碳基儲能材料及其系統應用解決方案。

產品方面，國科炭美已攻克生物質、煤、瀝青三種不同原料技術路線，成功研發出包括GHC-C300常規型、GHC-C300A功率型、GHC-B280低成本型等不同系列的硬炭產品，產品具備高可用容量、高壓實密度、高電導率和長循環等優勢，能為儲能、兩輪車、乘用車類等用鈉離子電池提供優質負極材料及應用解決方案。

參考來源：

1.科技日報《陳成猛：求新求變的“炭”究者》

2.中國科學院山西煤炭化學研究所、山西日報等

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