90后青年科研人才看准前沿领域投身一线研究 向“新”发力,澎湃青春动能

90后青年科研人才看准前沿领域投身一线研究 向“新”发力,澎湃青春动能

博士毕业4年,无锡盘古新能源有限责任公司董事长胡明祥一直在钠离子电池赛道上奔跑。从基础研究、应用研究到产业化,公司追“钠”成“电”,今年已接到不少订单。

90后青年科研人才看准前沿领域投身一线研究 向“新”发力,澎湃青春动能

像胡明祥一样,江苏一批90后青年博士不仅踊跃发表SCI论文、主持和参与国家科研项目,还积极投身相关行业领域“勇挑大梁”,向“新”发力,创造和拥抱新的发展机遇。近日记者走近几位年轻专家,倾听他们“遇见”新质生产力的故事。

敢想敢干把握机遇

2015年,在清华大学攻读博士学位的胡明祥就开始专注于钠离子电池领域研究。其时,钠离子电池前沿技术备受国内外同行关注,但相关研发和制造工作长期处于停滞状态。胡明祥告诉记者,2020年他博士毕业时,正逢我国明确提出“双碳”目标,能源领域的绿色低碳转型持续推进,新能源产业迎来风口期。

有了前期技术准备的胡明祥,立志将钠离子电池从概念转化为产品,并实现市场化应用。作为国内首批从事钠离子电池自主研发设计的专家级人才,胡明祥陆续发表SCI论文30余篇。他介绍,钠离子电池工作原理与广泛使用的锂离子电池相似,而与全球供给极其紧张的锂资源相比,钠离子原料储量丰富、分布广泛,“更重要的是,钠离子电池具有更高的安全性和良好的高低温性能,在动力电池、大规模储能等领域有广阔应用前景。”一边深耕研究,一边探索成果转化落地,博士毕业后,27岁的胡明祥进入华为从事新能源方面研究工作,29岁时他创办了无锡盘古新能源有限责任公司,全力冲刺钠离子电池量产工作。

与胡明祥不同,江苏三超金刚石工具有限公司研发工程师高传平,经历了“半路改道”的过程。读书期间发表8篇SCI论文,2022年高传平从南京航空航天大学机械工程专业博士毕业,顺利在南京一所本科高校就业。两年后,他转而投身位于句容市的三超公司,一心一意钻研起了“一根金刚线”。

所谓金刚线,就是把金刚石微小颗粒按照一定的间隙排列并镶嵌到金属丝线上,就像让金属丝线长出了锋利的“牙齿”,大大增强它的切割能力。“比头发丝还细的金刚线,主要用于硅片切割,其性能直接影响硅片质量及成本。”高传平介绍,读博期间自己研究的主要是航空部件,对于光伏产业需要的金刚线所知不多,在与不少企业的接触中,他了解到金刚线行业的新一代技术变革悄然而至。

“一方面,不断增长的市场空间吸引各方资本投入,金刚线行业高速扩产;另一方面,硅片行业降本增效的需求推动产业各方面技术进步。”高传平说,自己读博期间的电化学制造方向与所在公司当下研发需求高度契合,他迫不及待地希望在解决企业的“真问题”中施展所学。

深入钻研追求突破

身兼教学科研和产业转化数职,90后科研工作者王鹏飞每个月要在西安常州之间往返三四次。他目前在西安交通大学从事教学科研工作,带领团队发表了80余篇SCI论文,取得20余项授权专利。是什么样的契机,让他不远千里奔赴常州开启产业转化之路?

做科学研究不能闭门造车,两年前,正当王鹏飞希望将研发成果进一步转化时,常州市武进区联系上了他。“我们当时正在研发一种前沿新型电池技术,常州正在打造‘新能源之都’,可以为我们提供场地和各类政策扶持。2022年7月,我们成立了江苏聚烽新能源科技有限公司,致力于推进钠离子电池关键科技成果转化,从洽谈到落地常州,只用了两个月左右时间。”王鹏飞说。

“在成果转化过程中,令我们头疼的‘点’从科学问题变为技术瓶颈。”王鹏飞感慨,把原创性科技成果从小试做到中试,过程极其不易。“比如,在实验室中得出的材料性能参数较为理想,可以打100分,到了工程实践中只能达到70分。正极材料从克级到公斤级、再到吨级的工程化生产,难度非常大,优质性能难以百分之百复现。”经过近两年的钻研,王鹏飞团队已与多家知名电芯企业联合进行了产品验证,聚力建设一条千吨级钠离子电子正极材料产线。“目前产品已顺利通过两轮验证,正进行第三轮安全性能验证,通过之后就可以建一条小规模的量产线了。”

在精密制造中,生产环节中任何一个小改善,都需经过无数次试验。高传平正主持一个“金刚石线锯破断力提高机理基础研究”项目,要在实验室和生产车间之间来回奔走。走进生产车间,只见一个个圆柱形滚筒高速旋转,筒面上缠绕的多根金属丝被不停带入四方形的电镀液槽中,经过“上砂”和“镀镍”的核心环节。

高传平认为,相对高校研究,企业推进研发节奏更快,在开发新型试剂过程中,团队提出一种“移花接木”生产工艺,由此带来意外之喜,“原本我们希望让金刚石颗粒镶嵌得更加均匀,但后来发现,这种试剂还可以让电镀液中的镍层更多附着在金属丝线表面,而非叠加在金刚石表面,从而防止金属线因‘过厚’而钝化。”这一工艺有效提高了产品破断力,减少了客户端的断线率,已经在批量生产中进行验证,产品在电子硅晶片、半导体等多个行业领域得以应用。

集聚青年创新势能

在研发过程中,胡明祥深刻感受到自主知识产权的重要性,从钠离子电池材料到制备方法,这个年轻的研发团队探索攻克了诸多难题。“硬碳负极占钠电池成本在20%左右,从国外一些企业进口相关产品的成本当时超过20万元/吨。我们从基础做起,一边自主研发,一边进行供应链培育,打造纯国产电芯。”在无锡市锡山区,公司全自动钠离子电池专用生产线即将拉通,目前正进行设备调试,将于5月实现量产。

在高度智能化的生产车间内,记者注意到,在浆料制备区存放着4个罐体。原来,盘古围绕钠电加工难题进行针对性设备开发,将之前分步操作的工艺拆分成多道工序并行,极大提高了生产速度。“我们一方面要不断提升技术,另一方面要拉通量产、培育市场。”胡明祥信心满满,未来一年要在量产的同时不断打磨技术,实现降本增效。

青年人在项目中接重任,也在实践中成长。在王鹏飞看来,青年科研人才思维活跃,在发展新质生产力中要有所担当。团队中绝大多数成员是90后,他回忆说,公司初创时资金较为紧张,他带着学生们奔波多个省市采购设备,之后还要让它运转起来。去年3月,团队齐心协力调通产线,合成出来第一炉约30公斤正极材料,通过测试发现物相正确之后,材料从克级跨越到公斤级,这让大家振奋不已。

王鹏飞认为,青年科研人才要勇挑科技攻关大梁。“我们每个月都有5—6名学生从西安交通大学来到常州推进研发任务,刚开始一些学生有点畏难怕苦,后来发现这里的技术攻关很有挑战性,也更可能带来‘成就感’,很多学生主动请缨来常州公司‘试炼’。”

新华日报·交汇点记者 杨频萍 程晓琳

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