张贤文团队研发的钠离子电池。
废弃的核桃壳还能驱动电池?如今,这项技术已在钠离子电池上得到实现,以核桃壳为原料生产出的钠离子电池已应用于多个领域,实现绿色循环利用。殊不知,这背后的创始人还是一位“六边形战士”,从做科研、开公司,到设专业、办社团,安徽熊储能源科技有限公司负责人张贤文立下鸿鹄之志——为中国新能源汽车打造最优质的动力电池。
核桃壳 变宝贝 为钠电提供动能
走进安徽熊储能源科技有限公司的研发部,张贤文正在带领三位工程师做关于钠离子电池组装测试研究,记者注意到,在房间的角落里存放着一包包核桃壳,正当记者疑惑之时,公司负责人,同时也是合肥工业大学汽车与交通工程学院教授的张贤文解释道:这可不是“垃圾”,而是名副其实的“宝贝”。
“我们变废为宝,将废弃的核桃壳收集起来,经过独特的工艺流程处理后,采用绿电碳化,制备出高附加值硬碳,用于钠电池负极材料。”张贤文表示,核桃壳来源广泛、成本低廉、性能优异,经过热解转化,变为钠离子电池的原料,实现变废为宝和降本增效。
众所周知,电动化、智能化、网联化是汽车产业的未来发展方向,而制约新能源汽车的最大因素就是电池,如何解决电池低温、安全和续航快充问题,成为企业及科研的头等大事。时下,钠离子电池因其独特优势正在成为动力和储能领域的新宠,其性能优势和战略资源意义,为新能源发展提供新思路。
与锂离子电池相似,钠离子电池也是个“摇椅电池”,主要依靠钠离子在正极和负极之间“移动”来实现充放电。那么使用钠离子电池有什么好处呢?
张贤文(左)带领团队进行钠离子电池的研发与测试。
“首先,钠离子电池可以解决锂矿主要来自进口这一卡脖子问题,它的充放电速度快、耐低温性能好,零下30℃电量保持率仍在80%以上,综合成本相比锂电可降低30%到40%。”张贤文介绍,果壳类材料的微结构和成分非常适宜于钠离子的传输和迁移,“综合来看,用果壳作为原料,是做硬碳一个非常好的选择。”
如今,张贤文团队所研发的钠离子电池材料已能够实现电芯生产,并应用在新能源车辆、移动电源、储能系统等多个场景。
敢突破 爱折腾 他让技术走出实验室
创业仅一年多,不同于其他传统的中小企业,熊储能源是依托高校科技成果转化而来。
2015年,张贤文从美国博士毕业,以人才引进的方式来到合工大。“当初不回国也有高薪职位,但我觉得国内机会更多,舞台更大,而且学校也给了足够宽松的环境,所以决定回来发展。”
谈及自己的经历,他用“爱折腾”来形容。
“本硕博期间,我跨学科学习了化学材料、机械工程、数学统计三个专业,后来这些知识都在钠离子电池的研发上得到应用,且多学科交叉的背景在科技成果转化应用中也更有优势。”
张贤文回忆,早在2017年,自己在课余时间兼职负责一家公司的技术研发,后来在2021年又和科大校友一起首次尝试科技成果转化,并助力团队发展。在他看来,让技术走出实验室,最终成为产品和商品,才能发挥科研最大的价值。
去年5月,张贤文与王理红等团队成员注册成立了安徽熊储能源科技有限公司,专注于高性能钠离子电池技术的研发及产业化,独立运作公司对他来说是一个新的挑战。
张贤文告诉记者,创业前几个月,公司没有固定办公地点,团队成员只能“奔波”在实验室和图书馆之间。直到去年11月,熊储能源正式入驻位于合工大屯溪路校区旁的工大智谷,也是园区的首家入驻企业。
“10月份大楼装修好,市科创集团和包河区科技专班第一时间跟我们对接,给了300平方米免租金的办公空间,解了我们燃眉之急。”张贤文表示,新办公点就在学校旁边,平时下了课就能直接走过来,节省了不少路途时间。“而且这里还配有实验室和会议室,我们做研究、讨论方案也方便不少。”
与单纯做研究不同,如今,张贤文更希望自己能够成为“六边形战士”。那是因为除了做科研,他还需要从零学习如何管理一家企业,这包括财务、融资、企业管理、产品开发等。“时常要保持一颗‘归零’的心态,这样才能吸收消化更多新知识。”对于张贤文来说,每个月雷打不动读两本书成为一路向前的“秘籍”。
设专业 办社团 为产业培养新力量
“爱折腾”的张贤文不仅开了公司,还在学校牵头设立了一个新专业。
“汽车行业正在经历从内燃机向新能源转型的关键时期,我们围绕转型契机,成立新能源科学与工程专业,主要为新能源汽车公司、电池公司、储能公司培养新型人才。”
2020年,该专业在合肥工业大学成立并招生,成为安徽省首个新能源科学与工程专业,为合肥及全国新能源汽车产业的发展储备人才。
张贤文介绍,这一新专业的研究内容涵盖了钠离子电池、氢燃料电池、新能源动力系统、新型电力储能系统等,逐步建设起具有自主知识产权的新能源动力与储能技术平台。“通过打造产学研用的新型培养模式,带领学生开展校企合作,让学生更早地了解市场的需求和企业的运转。”
除此之外,张贤文还于今年4月在合工大牵头成立了校级“能源先锋社”。社团将科学知识和兴趣爱好融合在一起,引导学生学习电池原理、智能化开发、热管理等热门技术,组织开展了一系列项目实践,比如跨界户外电源、换电型钠离子电池观光车、钠电专用功率器件开发等。
无论是做科研、开公司,还是设专业、办社团,张贤文称,最终的目标,都是为中国新能源汽车打造最优质的动力电池产学研和人才培养平台。
党的二十届三中全会指出,要完善生态文明基础体制,健全生态环境治理体系,健全绿色低碳发展机制。要想走“绿色之路”,能源是“主场”,新型储能技术潜力也得到重视。
随着钠离子电池材料的不断突破,钠离子电池逐渐步入大众的视野,但其产业化之路仍需一些关键技术的突破和优化。
张贤文认为,随着正负极材料、电解液等关键材料的进一步发展,钠离子电池将很有希望逐步替代铅酸电池甚至锂离子电池。“未来,我们会继续加大研发和产业化的投入,开展生物质基硬碳规模化量产。”
合肥通客户端- 合报全媒体记者 李润媛 实习生 蔡馨雨 房凌竹 艾米 财经眼融媒体工作室
原标题:一枚废弃核桃壳里的硬核科技
张贤文:着力研发钠离子电池,开辟新能源汽车储能新赛道
来源:合肥晚报