孫世剛院士——推動鋰電池+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，他當選中國科學(xué)院院士。心懷科技報國初心，近年來，他帶領(lǐng)團隊立足學(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，推動實驗室成果與生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的連接。

 1專家介紹 

孫世剛，中國科學(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)國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會主任。

 孫世剛院士 圖源：廈門大學(xué) 

兼任中國化學(xué)會副理事長；擔任Electrochimica Acta副主編；《化學(xué)學(xué)報》、《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個人簡歷 

1982年畢業(yè)于廈門大學(xué) 

1986年獲法國巴黎居里大學(xué)法國國家博士學(xué)位 

1991年-至今，廈門大學(xué)教授 

2015年當選中國科學(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)域的國際前沿。

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

5科研故事

  5.1自強不息的求學(xué)之路 

1977年恢復(fù)高考的消息傳來時，知青們大都非常激動，都說這是一條走出農(nóng)村的路。當時已經(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。回憶高考經(jīng)歷，孫世剛說：“我當時已經(jīng)參加工作了，抱著試試看的想法走上考場。我覺得題目不算難，每門考試都是第一個交卷，心態(tài)很好。” 

被廈門大學(xué)錄取后，大一那年孫世剛重點“惡補”化學(xué)和英語兩門功課，成績才跟上。盡管之前對化學(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，都會用到。這極大地激發(fā)了他的學(xué)習(xí)興趣。

那時候，我們國家已經(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，老師任命孫世剛為民兵連長，經(jīng)常要真槍實彈地站哨。也正因如此，他們這批學(xué)生有著很強的組織性和紀律性，求學(xué)之路吃得了苦。

1982年，孫世剛參加了研究生考試，報考的導(dǎo)師是田昭武院士。成績出來后，孫世剛抓住了去法國留學(xué)的機會。經(jīng)過3個月的學(xué)習(xí)，掌握了一些基本的日常會話后，他們又到法國接受了3個月培訓(xùn)，便去巴黎第六大學(xué)的電化學(xué)專業(yè)上課了。在法國科學(xué)院，孫世剛和一位早來一年的法國學(xué)生一起畢業(yè)。大家都很吃驚：“中國學(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，他以自強之心迎來了學(xué)業(yè)有成的一天。

  5.2寧德時代+廈鎢新能源的“技術(shù)擔當”

新能源產(chǎn)業(yè)是福建重點布局的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。“十四五”時期，福建計劃打造兩個以上產(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。 

寧德時代丨2021年底，寧德時代投資70億元，廈門時代鋰離子電池生產(chǎn)基地項目(一期)開工建設(shè)。這樣的土壤，讓孫世剛團隊的科學(xué)研究成果有了更廣闊的用武之地。作為電動車的心臟，動力電池占據(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，寧德時代與孫世剛團隊相遇。孫世剛團隊自主研發(fā)的原位表征技術(shù)，助力寧德時代實現(xiàn)產(chǎn)品的變革性提升。孫世剛教授團隊成員介紹：“這項技術(shù)可以讓研發(fā)人員‘在線’觀察鋰電池材料變化，充放電同時進行分析。可以實時檢測到哪種狀態(tài)產(chǎn)生了氣體，準確把握故障原因，并快速改進。” 

自2014年起，孫世剛擔任寧德時代首屆專家技術(shù)委員會委員。2016年，寧德時代建立了院士專家工作站。2017年，寧德時代企業(yè)博士后流動站成立，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)獲批國家發(fā)改委“高端儲能材料國家地方聯(lián)合工程研究中心”，孫世剛受聘擔任中心技術(shù)指導(dǎo)委員會主任。據(jù)了解，孫世剛團隊研究的技術(shù)正是這個方向，他們在鈷酸鋰材料表面形成包覆層，相當于給它們穿了件‘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)，以孫世剛團隊為代表，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)合國家和社會需要解決的問題，用心做，不斷探索”。當前我國氫能產(chǎn)業(yè)也處在快速發(fā)展階段，而氫的大規(guī)模運用是一個重要的發(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，同時把成本降下來，是我們未來研究重點。”

對未來的科學(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能體系以及解決一些國家重大需求，取得新的突破。 

6國家級“寶藏”教師 

孫世剛院士從教三十多年，極力推動青年教師走上教學(xué)第一線，讓他們教學(xué)相長。他以身作則，長期堅持主講廈門大學(xué)化學(xué)專業(yè)主干課程《物理化學(xué)》，并作為課程負責(zé)人將該課程建設(shè)成為國家級精品課程。教師榮譽更是數(shù)不勝數(shù)，曾獲國家級教學(xué)成果獎、國家級教學(xué)名師獎、全國模范教師、全國高等學(xué)校優(yōu)秀骨干教師、全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文指導(dǎo)教師、福建省杰出人民教師、全國先進工作者等多個獎項或榮譽稱號。2021年10月，孫世剛院士還榮獲教育部頒發(fā)的首屆“全國教材建設(shè)先進個人”稱號。

結(jié)語 

孫世剛院士曾說：科研就是一種攻堅，它需要勇氣和堅韌。孫世剛院士還說：為自己的祖國搞科研，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)、中國科學(xué)報、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室、福建日報、百度百科等

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