青春华章 | 南开化学：新能源科研报国，攻坚“下一代电池”

　　中国青年网天津11月20日电（见习记者 曹伟 记者 刘洪侠）走进南开大学应用化学与工程研究所大楼，一块展板静静述说着这段跨越百年的科研报国故事。展板左上角的老照片记录着1958年毛主席视察南开大学化学系生产车间的历史瞬间。

　　“当时为助力解决新中国温饱问题，老校长杨石先教授改变研究方向，在南开大学开启了农药学研究，推动农业技术发展。”南开大学化学学院副院长袁明鉴向记者介绍道。

　　这座大楼不仅是特种化学电源全国重点实验室所在地，也是中国科学院院士、南开大学常务副校长陈军领衔的新能源团队科研基地。

　　南开化学的历史可追溯至1919年南开大学成立时的理科“化学门”。1921年，邱宗岳先生创建化学系，1995年正式成立化学学院。百年历程中，南开化学见证了新中国化学学科的发展与变革。2019年，在南开大学建校百年之际，习近平总书记来到南开大学，察看了化学学院和元素有机化学国家重点实验室，并同部分师生代表亲切交流。

新能源电池的创新突破

　　在陈军院士的带领下，新能源电池研究团队致力于解决电池领域的诸多痛点问题。团队聚焦于提高电池安全性、能量密度和宽温域性能，旨在打造更优质的储能电池。

　　“冬天手机掉电，北方新能源车续航缩水，电池起火风险……这些都是我们面临的挑战。”袁明鉴指出，团队着力开发宽温域锂离子电池体系，使电池在更低温度下保持更高能量密度。

　　团队重点研发的固态电池用固体电解质取代液态电解质，显著提升了电池安全性。陈军院士在去年全国两会代表通道上向媒体介绍的固态电池技术，正是团队的重点攻关方向。

　　针对锂资源稀缺问题，团队布局了钠离子电池研发。“钠资源丰富。如果能制造出高性能钠离子电池，就能缓解锂资源焦虑。”袁明鉴表示，团队致力于提升钠离子电池能量密度和循环寿命，应用于低速电动车和规模化储能等领域。

　　团队还研究水系锌离子电池，打造本质安全电池。“即使短路也不会起火，因为电解液是水溶液。”团队正努力解决水系锌电在循环稳定性和能量密度方面的不足。

探索太阳能利用

　　在能源转换方面，袁明鉴自己的课题组专注于钙钛矿太阳能电池研究。团队瞄准太阳能高效转化，应对日益增长的电力需求。

　　“若能利用太阳能的千分之一，就能满足全球能源需求。”袁明鉴表示，目前市场上95%的太阳能电池是晶硅电池，其能量转化效率已接近29%的理论极限，提升空间有限。

　　晶硅电池存在不透光、易碎等缺点，难以适应柔性器件和移动场景需求。而钙钛矿太阳能电池有望突破这些限制。

　　经过五六年努力，团队在高效率、高稳定性钙钛矿太阳能电池研发上取得突破。“我们已实现超过27%的光电转换效率，接近晶硅电池水平。”袁明鉴介绍，电池在2000小时工况下衰减仅约5%。

　　袁明鉴说，今年2月，国际权威学术期刊《自然》（Nature）在线发表他与中国科学院院士陈军、研究员章炜领衔的科研团队在新型钙钛矿超高清显示技术领域的最新研究进展，他们正推动科研成果从实验室走向生产线。

服务国家战略

　　“2017年，南开化学入选双一流学科，去年进入了ESI全球排名前万分之一。”袁明鉴说，这代表着南开化学已在国际化学舞台发出自己的声音。今年，由陈军院士领衔的这支团队被教育部评为第四批“全国高校黄大年式教师团队”。

　　袁明鉴说，团队致力于解决新能源利用中的实际问题，构建从能源转化到存储的完整技术链条。

　　“太阳能是波动能源，有云彩或晚上就没有太阳能，这种波动能源无法直接入网。”袁明鉴解释说，我国西部存在的“弃光”“弃风”问题，需要通过储能来解决。

　　锂离子电池、钠离子电池和水系锌电池不仅用于电动汽车和消费品，更是构建安全储能空间的关键。大规模储能的首要问题是安全性，团队正在努力解决这些痛点。

　　团队还联合在津企业，突破相关技术，开发出高比能、高安全、快充型锂动力电池。“我们的研究实实在在，具有明确应用场景，希望解决新能源利用中的实际痛点问题。”袁明鉴表示。

　　在南开大学特种化学电源全国重点实验室内，年轻的科研工作者正在为研究忙碌着。新能源团队孵化的多家企业已在天开高教科创园注册落户，多项创新成果正从实验室走向生产线。面对未来，袁明鉴充满信心。“我们将继续围绕新能源的转化与存储，打通从应用基础研究到应用研究的全链条攻关，为新能源发展贡献南开化学的力量。”