作者:廖洋 刘佳 来源:中国科学报 发布时间:2022/10/10 14:19:00
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敢为人先造“青能”,开拓创新下深海
——记中科院青岛生物能源与过程研究所研究员崔光磊

 

崔光磊指导实验。 能源所供图

崔光磊与团队核心骨干在中试现场。 能源所供图

 崔光磊主持全国第十一届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会开幕式。 能源所供图

 

随着我国综合国力的不断增强,科学领域不断向海进发,向深蓝探索,探索的路上充满了未知和挑战,急需多学科的共同支撑。在向马里亚纳海沟进发的过程中,中国研发的深海装备对电源系统等硬件配置提出了更高的要求。

如何避免原有的锂电池在深海压力下出现故障?如何为深海下潜任务提供更多能量?这些问题在崔光磊看来不仅是挑战,更是使命。

从小在青岛长大的他,海外求学归来,毅然决然加入本还处于启航状态的中科院青岛生物能源与过程研究所。开拓创新、敢为人先是他性格里的底色;虚心好学、融贯灵活是他的研究风格,他将自己的研究生涯与青岛能源所紧紧契合在一起,陪伴着它一路成长,崔光磊的研究也不断深入,为深海装备的成功作业提供可靠能量保障。

启航:踌躇满志开新篇

崔光磊生在红旗下,长在新社会。1973年出生在青岛北部的平度县,他是地地道道的山东青岛人。高中毕业后,他考上了山东师范大学化学系,由此与化工专业结下不解之缘。工作后,他又考到中科院化学所获得了有机化学博士学位,随之赴德国马普协会高分子所和固态所从事博士后研究。

2008年,35岁的崔光磊学有所成,准备归国效力。青岛能源所在那时也如初生的婴儿呱呱坠地,崔光磊与首任所长王利生相遇,并第一时间被能源所发展的远大志向所感染。

而相对来讲“不太对口”的专业能源化学更是在王利生的远见下变为了前沿的新兴交叉领域。“王所长当时郑重地对我说:‘你这个专业我们要扩展,国家也需要,希望你能来我们所工作。’当时,我只觉深受鼓舞,决定回到青岛,投身建设青能所!”崔光磊回忆道。

从此,崔光磊带着满腔的热情和众人的期待,在青岛能源所扬帆起航。

进发:突破瓶颈握核心

2016年8月,崔光磊赴北京出差,并与曾为我国“蛟龙”号立下功勋的载人潜水器专家组组长、深海所负责人相遇。对方提出:“深海装备需要可靠的电池供电,你能不能先做一个小系统试试?不过时间要快,我们计划10月份出海。”

回到青岛,崔光磊立即向所里汇报,组织调配团队全力攻关。作为海底着陆器,关键是要在抗压力和小型化上下功夫。时间紧迫,压力繁重,崔光磊更是咬紧了牙关,实验室到办公室两点一线,心无旁骛地向深海进发。

后来,崔光磊团队创造性地提出了“刚柔并济”聚合物电解质的设计理念,构建了复合电解质材料体系,建立了一系列综合性能优异的固态聚合物电解质体系,研发出全新高能量密度的“青能-Ⅰ”型全固态锂电池。它不仅具有极高的安全性能,在自我修复能力上也有着突出的表现。

已经取得了阶段性胜利的崔光磊并没有放下心中的大石,他知道,只有在真正的深海里,电池的优劣才能有定论,前方只能继续下潜!

下潜:深海供电不息

不负众望,随着“探索一号”科考船在南海进行海试,电池进一步经受住了严格考验,顶住了水下4000米的压力,且供电正常。紧接着,这个名为“青能-Ⅰ”的固态锂电池系统,继续为深海所“万泉”号着陆器控制系统及CCD传感器提供能源。

2017年3月,“青能-Ⅰ”来到马里亚纳海沟,供能累计完成9次下潜,其中7次超过1万米,标志着我国成功突破了全海深电源技术瓶颈,打破了国外先进国家的技术垄断。

“从此以后,我们将告别长长的电缆,再也不用担心深海载人潜水器电源动力来源!”崔光磊高兴地说。

这次下潜,是对国外先进技术垄断发起的挑战,最终的成果也证明,中国的深海科考有着强有力的技术支撑!

中科院青岛能源所开始为更多人所知,崔光磊团队的名字也与高比能固态电池捆绑在了一起。

“青能-Ⅰ”电池的发明标志着中科院青岛能源所“陆海融合”已突破全海深电源技术瓶颈,掌握了全海深电源系统的核心技术。2018年12月,“高性能聚合物固态锂电池材料与技术”科技成果,通过了包括6名院士在内的专家委员会鉴定,一致认为达到国际领先水平。

自2015年开始至今,崔光磊已带领突击队累计为各类深海科考装备用户提供了110批次固态锂电池电源系统。5年内,研制的全海深电源系统实现零故障应用,表明我国深海装备用全海深电源系统技术已趋于成熟,为我国深海事业发展提供了安全、可靠、零事故运行的特种电源保障,产生了巨大的社会效益。同时该技术入选了2020“全球新能源汽车前沿技术”和中国工程院发布的2020全球工程前沿技术。

“在未来,我和团队还将继续在锂电池领域深耕下潜,在海洋强国、国计民生中持续贡献来自能源化学的力量,向广袤的深海进发,向美好的未来进发!”崔光磊说道。

人物简介:崔光磊,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员、博士生导师。国家重点研发计划新能源汽车专项高比能固态锂电池技术项目首席科学家,中科院深海智能技术先导专项能源项目负责人。承担国家重点研发计划、国家973计划、863计划,省部级及中科院先导专项等多项科研项目。获青岛市自然科学一等奖、山东省自然科学一等奖。

 
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