孫世剛院士——推動(dòng)鋰電池+氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化的新能源“巨子”

前言

因?qū)﹄娀瘜W(xué)基礎(chǔ)研究的突出貢獻(xiàn)，他當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士。心懷科技報(bào)國(guó)初心，近年來，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)立足學(xué)科基礎(chǔ)研究，持續(xù)在新能源領(lǐng)域斬獲面向產(chǎn)業(yè)的突破性成果，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室成果與生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的連接。

 1專家介紹 

孫世剛，中國(guó)科學(xué)院院士，廈門大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，固體表面物理化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任。

 孫世剛院士 圖源：廈門大學(xué) 

兼任中國(guó)化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)；擔(dān)任Electrochimica Acta副主編；《化學(xué)學(xué)報(bào)》、《化學(xué)教育》和《光譜學(xué)與光譜分析》副主編，《電化學(xué)》主編。

 2個(gè)人簡(jiǎn)歷 

1982年畢業(yè)于廈門大學(xué) 

1986年獲法國(guó)巴黎居里大學(xué)法國(guó)國(guó)家博士學(xué)位 

1991年-至今，廈門大學(xué)教授 

2015年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士 

3研究方向 

電催化、電化學(xué)表面科學(xué)，譜學(xué)電化學(xué)、能源電化學(xué) 

4學(xué)術(shù)成就 

發(fā)展了系列電化學(xué)原位/工況(Insitu/Operando)譜學(xué)和成像方法，從分子水平和微觀結(jié)構(gòu)層次闡明了表界面過程和電催化反應(yīng)機(jī)理，提出了電催化活性位的結(jié)構(gòu)模型。 

創(chuàng)建電化學(xué)結(jié)構(gòu)控制合成方法，首次制備出由高指數(shù)晶面圍成的高表面能鉑二十四面體納米晶，顯著提高了鉑催化劑的活性，引領(lǐng)了高表面能納米材料研究領(lǐng)域的國(guó)際前沿。

主持國(guó)家基金委重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)“基于可調(diào)諧紅外激光的能源化學(xué)研究大型實(shí)驗(yàn)裝置”和“界面電化學(xué)”創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目，牽頭中國(guó)科學(xué)院學(xué)部“我國(guó)電子電鍍基礎(chǔ)與工業(yè)的挑戰(zhàn)和發(fā)展”等項(xiàng)目。 

5科研故事

  5.1自強(qiáng)不息的求學(xué)之路 

1977年恢復(fù)高考的消息傳來時(shí)，知青們大都非常激動(dòng)，都說這是一條走出農(nóng)村的路。當(dāng)時(shí)已經(jīng)走上工作崗位的孫世剛，似乎更適合留在家鄉(xiāng)，侍奉雙親。正因如此，他并沒有專門復(fù)習(xí)備考，而是抱著試一試的態(tài)度，懷著非常輕松的心情走上了考場(chǎng)。回憶高考經(jīng)歷，孫世剛說：“我當(dāng)時(shí)已經(jīng)參加工作了，抱著試試看的想法走上考場(chǎng)。我覺得題目不算難，每門考試都是第一個(gè)交卷，心態(tài)很好。” 

被廈門大學(xué)錄取后，大一那年孫世剛重點(diǎn)“惡補(bǔ)”化學(xué)和英語兩門功課，成績(jī)才跟上。盡管之前對(duì)化學(xué)毫無概念，但孫世剛發(fā)現(xiàn)化學(xué)真是有用。從老百姓最常接觸的電池、自行車，到最尖端的導(dǎo)彈、潛艇，都會(huì)用到。這極大地激發(fā)了他的學(xué)習(xí)興趣。

那時(shí)候，我們國(guó)家已經(jīng)基本處于和平年代。但福建地區(qū)的人民解放軍和據(jù)守金門島的國(guó)民黨還在打炮仗。身處廈門前線，他們這些大學(xué)生也被編入了民兵隊(duì)，老師任命孫世剛為民兵連長(zhǎng)，經(jīng)常要真槍實(shí)彈地站哨。也正因如此，他們這批學(xué)生有著很強(qiáng)的組織性和紀(jì)律性，求學(xué)之路吃得了苦。

1982年，孫世剛參加了研究生考試，報(bào)考的導(dǎo)師是田昭武院士。成績(jī)出來后，孫世剛抓住了去法國(guó)留學(xué)的機(jī)會(huì)。經(jīng)過3個(gè)月的學(xué)習(xí)，掌握了一些基本的日常會(huì)話后，他們又到法國(guó)接受了3個(gè)月培訓(xùn)，便去巴黎第六大學(xué)的電化學(xué)專業(yè)上課了。在法國(guó)科學(xué)院，孫世剛和一位早來一年的法國(guó)學(xué)生一起畢業(yè)。大家都很吃驚：“中國(guó)學(xué)生可真勤奮呀！”5年的留學(xué)生活，他熬過了無數(shù)挑燈夜讀的日子，他以自強(qiáng)之心迎來了學(xué)業(yè)有成的一天。

  5.2寧德時(shí)代+廈鎢新能源的“技術(shù)擔(dān)當(dāng)”

新能源產(chǎn)業(yè)是福建重點(diǎn)布局的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。“十四五”時(shí)期，福建計(jì)劃打造兩個(gè)以上產(chǎn)值超千億元的新能源產(chǎn)業(yè)集群。廈門作為新崛起的電動(dòng)之城，此前已將中航鋰電、海辰新能源、廈鎢新能源等新能源龍頭企業(yè)攬入懷中。 

寧德時(shí)代丨2021年底，寧德時(shí)代投資70億元，廈門時(shí)代鋰離子電池生產(chǎn)基地項(xiàng)目(一期)開工建設(shè)。這樣的土壤，讓孫世剛團(tuán)隊(duì)的科學(xué)研究成果有了更廣闊的用武之地。作為電動(dòng)車的心臟，動(dòng)力電池占據(jù)整車成本的近40%。曾經(jīng)，關(guān)鍵鋰電技術(shù)和材料都掌握在日韓手中，突破不了電池技術(shù)，就難以在新能源汽車領(lǐng)域開拓新局面。

 2014年，寧德時(shí)代與孫世剛團(tuán)隊(duì)相遇。孫世剛團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的原位表征技術(shù)，助力寧德時(shí)代實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的變革性提升。孫世剛教授團(tuán)隊(duì)成員介紹：“這項(xiàng)技術(shù)可以讓研發(fā)人員‘在線’觀察鋰電池材料變化，充放電同時(shí)進(jìn)行分析。可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到哪種狀態(tài)產(chǎn)生了氣體，準(zhǔn)確把握故障原因，并快速改進(jìn)。” 

自2014年起，孫世剛擔(dān)任寧德時(shí)代首屆專家技術(shù)委員會(huì)委員。2016年，寧德時(shí)代建立了院士專家工作站。2017年，寧德時(shí)代企業(yè)博士后流動(dòng)站成立，黃令教授作為合作導(dǎo)師，共同培養(yǎng)企業(yè)博士后至今。

廈鎢新能源丨2018年，廈門鎢業(yè)獲批國(guó)家發(fā)改委“高端儲(chǔ)能材料國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心”，孫世剛受聘擔(dān)任中心技術(shù)指導(dǎo)委員會(huì)主任。據(jù)了解，孫世剛團(tuán)隊(duì)研究的技術(shù)正是這個(gè)方向，他們?cè)阝捤徜嚥牧媳砻嫘纬砂矊樱喈?dāng)于給它們穿了件‘防電衣’，使電池在高電壓下也能正常充放電。

孫世剛認(rèn)為，他們的研發(fā)成果能夠幫助企業(yè)創(chuàng)新，企業(yè)能力提升后產(chǎn)生的需求，也在幫助他們調(diào)整科研方向。如今，廈鎢將能源新材料發(fā)展為三大主營(yíng)業(yè)務(wù)之一，成為鋰電正極材料領(lǐng)域的一流供應(yīng)商。

  5.3科研探索謀于未來

在廈門大學(xué)，以孫世剛團(tuán)隊(duì)為代表，氫能已開始了技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。孫世剛說，“我們搞科學(xué)研究，就是要結(jié)合國(guó)家和社會(huì)需要解決的問題，用心做，不斷探索”。當(dāng)前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)也處在快速發(fā)展階段，而氫的大規(guī)模運(yùn)用是一個(gè)重要的發(fā)展方向。孫世剛表示，“氫燃料電池商業(yè)化一直受阻于昂貴的鉑基催化劑。怎樣把催化劑效率提上去，同時(shí)把成本降下來，是我們未來研究重點(diǎn)。”

對(duì)未來的科學(xué)研究與成果轉(zhuǎn)化，孫世剛院士充滿信心。按照現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)，未來很有希望基于非貴金屬催化劑的燃料電池、超高比能量密度和比功率密度儲(chǔ)能體系以及解決一些國(guó)家重大需求，取得新的突破。 

6國(guó)家級(jí)“寶藏”教師 

孫世剛院士從教三十多年，極力推動(dòng)青年教師走上教學(xué)第一線，讓他們教學(xué)相長(zhǎng)。他以身作則，長(zhǎng)期堅(jiān)持主講廈門大學(xué)化學(xué)專業(yè)主干課程《物理化學(xué)》，并作為課程負(fù)責(zé)人將該課程建設(shè)成為國(guó)家級(jí)精品課程。教師榮譽(yù)更是數(shù)不勝數(shù)，曾獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)、國(guó)家級(jí)教學(xué)名師獎(jiǎng)、全國(guó)模范教師、全國(guó)高等學(xué)校優(yōu)秀骨干教師、全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文指導(dǎo)教師、福建省杰出人民教師、全國(guó)先進(jìn)工作者等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)或榮譽(yù)稱號(hào)。2021年10月，孫世剛院士還榮獲教育部頒發(fā)的首屆“全國(guó)教材建設(shè)先進(jìn)個(gè)人”稱號(hào)。

結(jié)語 

孫世剛院士曾說：科研就是一種攻堅(jiān)，它需要勇氣和堅(jiān)韌。孫世剛院士還說：為自己的祖國(guó)搞科研，再苦再累也值得！這樣的科研人，這樣的榜樣，有力量。 

信息來源：廈門大學(xué)、中國(guó)科學(xué)報(bào)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室、福建日?qǐng)?bào)、百度百科等

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