孫克寧：為中國(guó)航天“充電”的能源科學(xué)家

個(gè)人簡(jiǎn)介：

孫克寧，化學(xué)電源與綠色催化研究所所長(zhǎng)，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)第八屆學(xué)科評(píng)議組成員，國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才，教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，化學(xué)電源與綠色催化北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、燃料電池分布式發(fā)電技術(shù)北京市國(guó)際科技合作基地主任。以第一完成人獲得國(guó)家獎(jiǎng)3項(xiàng)，省部獎(jiǎng)8項(xiàng)。

研究領(lǐng)域和方向

長(zhǎng)期從事能源電化學(xué)工程重大技術(shù)攻關(guān)，在能源的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)化與輸運(yùn)方面取得了系統(tǒng)性和創(chuàng)造性成果。

1. 電化學(xué)能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)技術(shù)

2. 固體氧化物燃料電池

3. 高比能量鋰離子電池

研究成果

主持國(guó)際重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目課題、國(guó)家863重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、科技部國(guó)際合作項(xiàng)目、企業(yè)科研合作課題多項(xiàng)，在Nat. Commun.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.等期刊發(fā)表SCI論文400余篇，2014-2020年連續(xù)七年獲Elsevier中國(guó)高被引學(xué)者（能源），主編學(xué)術(shù)著作2部、教材1部，獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)48項(xiàng)。

從“一張白紙”到國(guó)家科技獎(jiǎng)：中國(guó)空間電源的破局者

在中國(guó)航天事業(yè)的璀璨星河中，有一束光，為衛(wèi)星、探測(cè)器、空間站提供持久而穩(wěn)定的能量——那就是空間電源系統(tǒng)。而在這背后，孫克寧教授默默耕耘二十余載，從零起步，突破國(guó)外技術(shù)封鎖，讓中國(guó)航天器擁有了自主可控的“心臟”。

1999年，當(dāng)孫克寧剛踏入空間電源研究領(lǐng)域時(shí)，中國(guó)在這一關(guān)鍵技術(shù)上的積累幾乎為零?！笆澜绶秶鷥?nèi)專業(yè)做航天電源的公司很少，我國(guó)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后?！碑?dāng)時(shí)，中國(guó)航天器主要依賴鎳氫電池，但它的比能量低、可靠性差，難以滿足深空探測(cè)的需求。

2004年，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，“兩彈一星”元?jiǎng)讓O家棟院士的一句話深深觸動(dòng)了他，“電源系統(tǒng)絕對(duì)不允許出任何問(wèn)題！”這句話成為孫克寧科研生涯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。他毅然轉(zhuǎn)向鋰離子電池研究，盡管當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)既無(wú)成熟設(shè)備，也無(wú)商業(yè)化材料，甚至連工藝技術(shù)都需從零摸索。

2009年，孫克寧加入北京理工大學(xué)，依托該校在化學(xué)與化工領(lǐng)域的深厚積累，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在高比能量鋰離子電池領(lǐng)域取得突破。2019年，他的“高比能量鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，使中國(guó)空間電源系統(tǒng)的技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)跨越式提升。

科研突破：從航天電源到下一代儲(chǔ)能技術(shù)

孫克寧的研究并未止步于航天電源。近年來(lái)，他的團(tuán)隊(duì)在多個(gè)前沿能源領(lǐng)域持續(xù)突破：

鋰硫電池：2023年，團(tuán)隊(duì)通過(guò)磷空位工程調(diào)控CoP催化劑的電子結(jié)構(gòu)，顯著提升鋰硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性，在貧電解液條件下仍保持高能量密度。2025年，他們又在鈣鈦礦氧化物缺陷催化領(lǐng)域取得突破，通過(guò)La空位調(diào)控，大幅提升鋰硫電池的氧化還原動(dòng)力學(xué)，使電池在1.0C下循環(huán)500次后容量保持率達(dá)70%。

高電壓鋰金屬電池：2024年，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種含氰基的電解液添加劑（o-TFPN），成功構(gòu)建穩(wěn)定的電極-電解液界面（EEI），使鋰金屬電池在4.6V超高電壓下穩(wěn)定循環(huán)200次以上。

鈉離子電池：2019年，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出硫氮共摻雜介孔中空碳球（SN-MHCSs），作為鈉離子電池負(fù)極材料，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使電池具備超長(zhǎng)循環(huán)壽命和高倍率性能。

“兩把刷子”育人

孫克寧不僅是杰出的科學(xué)家，更是優(yōu)秀的導(dǎo)師。

“知全局，明亮點(diǎn)。知需求，明方向。知難點(diǎn)，明細(xì)節(jié)。知能力，明途徑?！边@是孫克寧對(duì)學(xué)生們的要求。在科研上不斷取得突破的孫克寧，始終將培養(yǎng)出優(yōu)秀的學(xué)生作為團(tuán)隊(duì)成績(jī)的重要組成。

他提出科研人才需具備“兩把刷子”：瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，創(chuàng)新基礎(chǔ)研究；對(duì)接國(guó)家需求，注重工程應(yīng)用。

他的團(tuán)隊(duì)雖然年輕，卻已承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家重大項(xiàng)目。青年教師王振華回憶：“凌晨三點(diǎn)測(cè)數(shù)據(jù)、吃住在實(shí)驗(yàn)室是常態(tài)?！闭沁@種拼搏精神，讓團(tuán)隊(duì)在化學(xué)電源與綠色催化北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)上屢創(chuàng)佳績(jī)。

如今，孫克寧團(tuán)隊(duì)的研究已從航天電源拓展至固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC）、鋰硫電池、鈉離子電池等多個(gè)方向，并持續(xù)在國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表突破性成果。

參考來(lái)源：北京理工大學(xué)官網(wǎng)、北京理工大學(xué)《為中國(guó)“深空之光”璀璨長(zhǎng)駐》等

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