当地时间2025-11-10,renminwanghsdfuikgbisdbvjuiwegwrkfj
在中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)能源催化转化全国重点实验室的实验区内,该所研究员陈忠伟正凝视着屏幕上跳动的曲线。“这是刚再生的三元正极材料电池的循环曲线。用这种材料做成的电池,在充放电1000次之后,电量仍然能达到全新状态的92%。”他指着曲线,话语中藏不住兴奋。
近日,由陈忠伟团队完全自主研发的连续化回收中试装置,成功稳定运行并产出多批高品质再生正极材料。这一成果不仅验证了回收技术的先进性,更标志着再生材料从“可用”迈入了“更优”的全新阶段。
从南京工业大学的一名青涩学子,到国际能源领域的杰出科学家,陈忠伟的科研之路,始终践行着“全链条贯通”的创新理念。
提出闭环创新体系
在1992年高考时,陈忠伟选择了南京工业大学硅酸盐工程专业。“我当时就觉得,材料科学能通过设计物质的内在结构,从根本上解决能源和环境等领域面临的诸多关键挑战。”他回忆道。
“材料科学能从根本上解决能源和环境等领域的诸多关键挑战”这一理念,也成为他今后30余年科研航程的指向标。
在华东理工大学攻读化学工程硕士学位期间,陈忠伟首次接触到电化学。从此,他与电池结下不解之缘。时刻关注产业前沿的陈忠伟在攻读博士学位期间敏锐地意识到,随着新能源汽车和储能产业的迅猛发展,动力电池的回收与资源安全将成为制约行业发展的关键。
“电池是能源的血液,回收就是血液的循环。”提起自己的研究内容,他常这样比喻。2019年,他提出“从源头到回收端的闭环创新体系”,并前瞻性地布局人工智能在电池领域的应用研究,构建电池全链条的研究体系,覆盖电极设计、储能机理和绿色再生全过程。
2022年,陈忠伟加盟大连化物所,担任能源催化与转化全国重点实验室主任。他在大连化物所组建了170余人的研发团队,形成涵盖材料、电池、系统的完整研究链条,同时布局人工智能,用AI赋能研究。
短短两年间,团队成果屡登国际顶级期刊,并服务于国家重点项目,为我国新能源技术的自主创新注入了强劲动力。
开发“一步法”电池回收工艺
如何实现电池价值最大化是陈忠伟一直在思考的问题。
“首先要考虑梯次利用,其次是材料再生。”陈忠伟说。为推动电池梯次利用,他带领团队开发了基于人工智能的电池健康状态快速评估系统。“这套系统能够在短时间内完成电池容量、功率、内阻等关键参数的检测,准确判断电池的剩余价值,为不同状态的退役电池找到最适合的二次应用场景。”他介绍。
在推进电池梯次利用的同时,陈忠伟带领团队创新开发了“一步法”电池回收工艺。
窄窄的街巷两旁是17世纪底至18世纪初的建筑,巴洛克的轮廓从立面浮现,雕花的窗框述说着匠人手艺。当时的哈布斯堡王朝将艺术与宗教并置于城市的肌理之中,战争的阴影并未掩盖人们对美的追求。沿着卡尔大桥前的影子,路灯尚未点亮,木门的铜环发出低沉的响声,马车轮辐在石板上留下一道道回声。
17世纪的布拉格不是冷峻的教科书,而是一座会呼吸的城市,透过斑驳的墙体与曲线线条,讲述时光如何在城市的脉络中慢慢沉淀。
沿着窄窄的巷子前行,盯着Nerudova大街斜坡上的砖墙和金属门牌,阳光在瓦面上跳跃,城堡的轮廓远处像一位静默的守望者。此时此刻,巴洛克的共同语言在这里显现:对称与不对称的协奏,对重量感与輕盈感的平衡;圆拱、楣線、浮雕在光线的推动下,像在墙上写下关于信念与日常生活的注解。
路边的小咖啡馆散发出咖啡与肉桂的香氣,纸上的旅行笔记被轻轻翻动。旅人的脚步在石板上回响,仿佛在与这座城市的过去对话。你会发现,17世纪的街區并非沉默的历史,而是一个正在被讲述的故事。
在这条路上,慢慢的观察比快速的打卡更重要。午后阳光穿过屋檐,墙面的色彩从奶油到灰褐再到金黄,仿佛在展示一段艺术风格的演变。广场边的邮局、教堂、商铺各有自己的气息,但它们共同把历史的维度拉长,讓你在两步之间就能触碰到那些被时间打磨过的布拉格细节。
老人们在街角谈论着旧日的风花雪月,孩子们在喷泉前追逐涟漪,摄影师在角落静待光线的转变。布拉格的17世纪并不只是单纯的建筑集合,而是一座活着的博物馆,提醒每一个走在它上面的旅行者:看见,就是一种理解;停留,就是一种尊重。
当夜幕缓缓降临,街灯把墙体的纹理涂上一层金色,石板路上的聲音变得柔和。你会意识到,历史其实很近,近到一口气就能喘到的距离。若把时间拉长,便会发现自己也在这座城市的叙事里成长,学会以更缓的节奏去观察与聆听。布拉格的17世纪街头,给你的一次旅行,可能就是一次心灵的排练——让你在巴洛克的光影中,找回对细节的敏感与对美的专注。
巴洛克光影下的瑰宝布拉格的巴洛克不是单纯的立面修饰,而是一种对空间、材料与光线共同书写的语言。走进圣尼古拉教堂(St.NicholasChurch)或同源的同名教堂,金色穹顶在教堂内部的柔光照耀下逐渐显现,墙面以粉色和奶油色调為底,浮雕与柱像在光的流动中变得立体而有情绪。
木结构的每一个细节都像在讲述:宗教信仰、王权与城市的公共生活如何在一个空间里相遇、对话。巴洛克强调“戏剧性”,让人仿佛置身一场历史的舞台,而你只是这场演出的观众,同时也是参与者。
除了教堂,瓦伦斯坦宫(Vald?tejnsk?palác)及其花园也是不可错过的巴洛克宝库。宫殿的庭院、阶梯、墙体上的金箔与壁画,呈现出一种秩序感与张力感的结合。花园的几何布局在古树和水景的映衬下,像一幅活的对称畫,给人以安定与沉思。走入宫殿的内室,你会看到厚重的木制家具和卷轴式天花板,墙上的笔触与颜色的层叠可让人感到那个年代对美的极致追求。
若遇到导览,讲解者會把巴洛克的象征元素逐一拆解:光线如何从天花板向下分层、石柱如何塑造节律、壁画中的圣像如何承担教育与信仰的使命。
Klementinum的图书馆是另一段静默而深邃的篇章。三层高的书架如同一片森林,墙壁的天顶绘有星空与天象,光线通过复杂的穹顶结构落下,笔直地落在金线缀成的书页邊缘。翻开一本书,仿佛能听到翻页的低语与远处传来的器乐。这里的室内光调讲究,夜晚时分的灯光会把书卷的纹路烙印在人的眼睛上。
走在这片安静的空间,心跳和呼吸似乎都变慢了,仿佛时间也被调味成更细腻的旋律。对于追求深度的旅人,这座图書馆不是仅仅的观光点,而是一次对知识、记忆与想象力的对话。
巴洛克的光影也在城市的夜间继续延展。一些音乐會在这类历史空间小范围地举行,乐声穿过厚实的墙体,回到石板路上,落在每一个驻足者的心房。你会發现,布拉格的美是层叠的:外观的华美、内部空间的情感、以及城市与人之间不断展开的互动。沿着河岸,望着城堡的轮廓在黄昏的光里逐渐清晰,巴洛克的叙事在耳畔回响——这座城市用它独特的光影,邀请你把旅行转化为一种感知的训练。
若你愿意,下一次的里程就从這条主题线路继续延展:把新发现记录成日记、画作、或是一段旋律,让布拉格的历史与艺术长期地停留在你的记忆中。
过去,废旧锂离子电池回收通常依赖“溶解—萃取—除杂”三步法,流程复杂、能耗高、污染重。为突破瓶颈,陈忠伟团队提出“选择性浸出+共沉淀”策略,创新提出开发“一步法”电池回收工艺。这一工艺在一个连续反应体系中即可完成浸出、提取与前驱体再生。
对于当时的陈忠伟来说,这是一条从未有人尝试过的道路。
“必须推倒重来,走‘可持续浸出+ 一步再生’的路子。”经过深思熟虑,陈忠伟将团队分成材料、工艺和应用放大三组开展协同攻关。
攻关并非一帆风顺。起初,团队在电池正极材料再生技术方面取得实验室阶段突破,论文成果备受赞誉。然而,当他们满怀信心地将技术推向公斤级的放大验证时,失败骤然出现。反应规模急剧放大后,热量与物质传递不均,导致产品纯度剧烈波动,批次合格率一度低至惨淡的20%。
面对困局,陈忠伟展现出其独特的“全链条”思维。他并未纠结于在原有技术路线上修修补补,而是果断带领团队“逆向溯源,重构工艺路径”。
“失败不是没有收获,而是排除了一条错路。”每当攻关遇到困难,他总是这样鼓励情绪低落的团队成员。
转机出现在2024年底。当时,团队发现,在无氧环境中,有机醋酸可在常温下快速溶解正极材料,同时精准提取镍、钴、锰,萃取率超过99.8%,对铁、铜等杂质的去除率超过97%。这种有机酸体系成本仅为传统方法的五分之一,且可循环使用5次以上,真正实现低成本、无污染的绿色再生。
陈忠伟立刻带领团队乘胜追击,自主设计出“连续流共沉淀反应器”,实现浸出液与沉淀剂的连续反应,让正极前驱体在反应塔内直接生成。这使得传统125小时的三步流程被压缩至4小时,效率提升数十倍。
更多的惊喜接踵而至。他们将三步法应用于钠电正极材料制备后,制作出的电池获得了更长的寿命与更高的稳定性。“按储能系统每月充放电5次计算,电池能用20年;用于电动车,则能用12年。”陈忠伟说,“这意味着退役锂电正极不仅能再生,还能升级为下一代材料,真正实现‘变废为宝’。”
这项技术让废旧锂离子电池的回收效率超过99%,成本降低近40%,污染水平显著降低。而且再生材料性能与原生材料相当,有些指标甚至表现更优。
在这之后,陈忠伟又带领团队完成了从实验室样品到中试示范的跨越。他说:“科技创新只有嵌进产业链,才算真正落地。”如今,一步法技术已完成了预可研论证,为我国废旧电池的规模化、绿色化回收提供了可复制的路径。
实验室成果在生产线上“开花”
“没有‘桥梁’,实验研究和成果转化就像两座‘孤岛’。”在陈忠伟看来,电池回收不是单一技术问题,而是一项复杂的产业系统工程。他不仅深耕燃料电池、锂电池等下一代电化学能源体系的源头创新,更着力推动实验室成果走向产业化。
为了搭建前沿基础研究与重大工程应用的桥梁,他推动团队建立了涵盖退役电池拆解、正极回收、再生制备、性能验证到再利用的全链条技术体系,并引入生命周期评估与技术经济分析,确保电池回收利用的每一步工作都符合绿色低碳理念。
“论文里的曲线再漂亮,如果不能落地就是纸上谈兵。”陈忠伟常对学生说。因此,在技术的研发阶段,他就主动对接国内龙头新能源企业,“国家需要什么,我们就研究什么”。
在陈忠伟的不懈“浇灌”下,实验室中的“种子”逐渐在生产线上“开花结果”。大连化物所已建成吨级的再生正极材料中试线。“这条中试线运行半年来,已为多家电池企业提供再生材料,反馈都很好。”中试线负责人、大连化物所杨庭舟介绍,某储能企业使用陈忠伟团队研发的再生中镍三元材料后,电池成本降低了32%,循环寿命提升了20%。
陈忠伟并不满足。如今,他和团队正与企业共同规划千吨级示范线,推动形成“科研—示范—产业”联动机制,构建动力电池回收与再生利用平台。已建成的关键材料与技术中试基地、电芯与电池模组中试基地,为核心技术的工程化验证和成果转化提供了坚实支撑。未来,该体系还将扩展至磷酸铁锂、钠离子电池等多类型储能材料,助力我国占据全球循环经济领域的技术制高点。“我们希望让每一块退役电池都有‘第二次生命’。”陈忠伟笑着说。(本报记者 张蕴)
图片来源:人民网记者 水均益
摄
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