鐘發平，1965年生，湖南桃源人。先進儲能材料國家工程研究中心主任兼首席科學家，武漢大學碳中和研究院院長。長期從事高性能綠色二次電池、電池關鍵材料及電化學儲能的應用理論研究和工程化開發，主持完成“國家綠色制造”“國家智能制造”等重大專項關鍵技術攻關，榮獲國家科技進步獎二等獎2項、省部級科技進步獎一等獎4項等，作為第一完成人取得授權發明專利115件。
鐘發平(左一)在車間指導工藝生產。 先進儲能材料國家工程研究中心供圖
在位于湖南長沙的先進儲能材料國家工程研究中心，研發人員正在中心主任兼首席科學家鐘發平指導下，開展一種新型電池材料的實驗工作。從精確稱量化學原料，到操作實驗釜、反應爐完成關鍵合成，再到運用掃描電子顯微鏡等儀器檢測分析，最后集體論證，每一步都嚴謹細致……
加快經濟社會發展全面綠色轉型，離不開高效、環保的能源開發及對能源的存儲和利用。儲能作為能源轉換的關鍵環節，是建設新型能源體系的重要一環。今年59歲的鐘發平，便是我國電化學儲能領域的專家和產業“拓荒者”之一。
30多年來，鐘發平致力于高性能綠色二次電池、電池關鍵材料及電化學儲能的應用理論研究和工程化開發，帶領團隊突破鎳氫電池生產關鍵技術并實現成果產業化;率先開發國內首個分布式微網新能源儲能系統，解決儲能技術難題;牽頭組建武漢大學碳中和研究院，助力培育綠色新動能，服務“雙碳”目標。
攻克電池行業關鍵核心技術
在湖南郴州的電池回收與再生中試平臺內，廢舊電池正被精準拆解，有毒物質被深度去除，有價值的材料則被篩選分離。在材料再生區，電池材料在反應器皿中翻滾、浸出，技術操作有條不紊。
“新能源汽車經過10余年快速發展，動力電池退役高峰期即將到來，而傳統的電池回收技術存在工藝流程長、環境足跡重、鋰回收率低等問題。”鐘發平介紹，他帶領團隊創新研發了退役磷酸鐵鋰電池脫氟提鋰技術，攻克了有效規避黑粉中氟含量高和鋰浸出液中雜質組分濃度高的難題，實現了高效率選擇性提鋰在電池回收領域的應用。
從電池的原材料生產到退役回收，鐘發平的科研和創業歷程，是我國儲能電池技術創新發展、產業鏈不斷拓展延伸的一個縮影。1991年，鐘發平從武漢大學化學系博士畢業后，先后任職于中國科學院化學研究所和清華大學，也曾在原國家科委國家高技術新型儲能材料工程開發中心暨鎳氫電池中試基地擔任總工程師，并順利完成中試工作。
鎳氫電池廣泛應用于移動通信、筆記本電腦、電動汽車等領域，其生產的關鍵材料是連續化帶狀泡沫鎳。“當時，我國還不能規模化生產連續化帶狀泡沫鎳。”鐘發平說，在一次與外商的談判中，對方把泡沫鎳的價錢抬高到每平方米30美元。鐘發平暗下決心，“要把關鍵核心技術掌握在自己手中”。
1997年，鐘發平帶著研發的連續化帶狀泡沫鎳生產技術專利，回到家鄉湖南，租下了一間廢棄食堂，和幾個志同道合的伙伴一起，探索科技成果產業化之路。
沒有可供借鑒的技術路線，沒有生產設備，鐘發平就帶著研發人員自己設計、制造。白天，他們在搭建的簡易中試產線上不斷調試;夜晚，鐘發平在簡陋廠房中給同事們講解化學、物理、機械知識，探討工藝技術難點……經過數百個日夜，他們創新探索出磁控濺射氣相層積鍍鎳法，解決了材料的高韌性、高強度和高一致性等難題。
1998年秋，鐘發平創辦的長沙力元新材料有限公司(現為湖南科力遠新能源股份有限公司)，成功研制出具有自主知識產權的連續化帶狀泡沫鎳產品，填補了國內空白。
2008年，面對節能與新能源汽車發展的大趨勢，科力遠公司開始從民用電池向汽車動力電池領域進軍。經過全力科研攻關，鐘發平帶領團隊研制出國內首條鎳氫汽車動力電池全自動生產線，將混合動力汽車用電池關鍵核心材料及動力電池的技術水平、產業規模和智能制造能力做到世界前列，成為多家車企混合動力電池的主供應商。
深耕先進儲能材料和技術研發
在常德力元新材料有限公司的電池材料生產車間里，一臺臺自動化設備正在穩定運行。車間樓頂，面積約3.3萬平方米的太陽能光伏板“矩陣”將光能源源不斷地轉化為電能，并通過分布式微網新能源儲能系統，滿足工廠的生產用電需求。
常德力元公司總經理嚴勇介紹，在用電高峰或者外部電網發生故障時，這套儲能系統可以迅速切換，保證關鍵生產設備和安全系統的持續運行。
我國能源結構以火電為主，推動節能減排降碳，需要大力發展以風光電為主的新能源。“風電、光伏具有隨機性、波動性等特點，集中式的大規模接入，會導致電網無法消納，最終出現‘棄風棄光’的問題。”鐘發平說，這就需要大力發展儲能技術和設備，在用電低谷時把多余的電能存儲起來，在用電高峰時把電能釋放出來，實現削峰填谷。
早在2005年，鐘發平就已創建湖南省先進儲能材料工程研究中心，研發電池和儲能技術。2009年，國家發展改革委批準同意，該中心升級為先進儲能材料國家工程研究中心，這也是我國首個先進儲能材料和儲能技術領域的國家級平臺。
2011年11月，鐘發平帶領團隊研發的分布式微網新能源儲能系統，在第十三屆中國國際高新技術成果交易會上首發，并在深圳市南山區投入使用。“該系統既可以與外部電網并網運行，也可以獨立運行，實現分布式發電最大化、分布式儲能壽命優化、用電負荷節約化。”先進儲能材料國家工程研究中心總工程師賀持緩介紹。
近年來，鐘發平帶領團隊在電化學儲能領域不斷加大研發力度，探索出“鎳氫+鋰電”混儲系統技術，將鎳氫電池的高功率、高安全性、長壽命、寬溫域優勢與磷酸鐵鋰電池的高能量密度、低成本優勢結合，進一步破解儲能安全與壽命難題。
開展跨學科、跨專業、跨領域交叉創新
武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室，對地觀測新技術實驗室內，科研人員王磊正在調試一臺新研發的紅外差分吸收二氧化碳廓線探測激光雷達。只見他小心地調整著激光發射器的角度，確保光束穿透大氣層捕捉到細微的二氧化碳吸收光譜，二氧化碳濃度的輪廓線在電腦屏幕上逐漸清晰。
“紅外光中的某些波長會被二氧化碳分子吸收，這種特性反映在遙感衛星圖上，經過處理，會呈現出不同區域光強明暗的變化，以此可以判斷二氧化碳濃度的高低。”武漢大學碳中和研究院副院長韓舸介紹，近年來，研究團隊聚焦大氣遙感碳監測技術，成功實現了溫室氣體激光雷達核心硬件的國產化，助力我國發射了世界首顆激光碳監測衛星。
在此基礎上，2024年6月，武漢大學碳中和研究院正式揭牌成立。“‘碳中和’這樣的系統性工程，離不開跨學科、跨專業、跨領域的交叉創新。”受邀擔任武大碳中和研究院首任院長的鐘發平介紹，碳中和研究院整合武大電子信息學院、化學和分子科學學院、測繪遙感信息工程國家重點實驗室等單位的科研力量，合作攻關，進一步加強相關領域研究。
在山東的中國石化勝利油田，武漢大學副校長龔威教授團隊研制的小型化二氧化碳、甲烷同時觀測激光雷達裝備已經成功應用，能夠對油田開采過程中的甲烷泄漏、二氧化碳排放實施高精度監測。“根據企業提出的需求，我們計劃進一步發揮碳中和研究院的學科交叉優勢。”鐘發平說，比如測繪遙感信息工程國家重點實驗室和遙感信息工程學院，可利用遙感技術監測碳排放和碳匯;動力與機械學院、電子信息學院、化學和分子科學學院可以合作開發新型電力系統和能源互聯網……
“培育和發展碳中和領域新質生產力，離不開‘跨界’人才的引領。”鐘發平表示，面向未來，將進一步發揮先進儲能材料國家工程研究中心、武漢大學碳中和研究院等平臺作用，在基礎科學、關鍵共性技術難題上開展協同攻關，助力能源結構轉型、產業結構升級。
《 人民日報 》2024年12月13日 06 版 記者 禹偉良 范昊天
作者：禹偉良 范昊天
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