不同型号的液流电池、各种实验器材、车床、生产装置……长沙市政协委员、长沙理工大学能源与动力工程学院副院长贾传坤的实验室,像一个迷你工厂,可完成“从实验室到生产线”的全过程研发。
2017年10月,分别在新加坡和美国从事博士后研究的贾传坤和妻子丁美组成的“先进液流电池团队”,作为湖南省首批“团队百人计划”落户长沙理工大学。6年来,贾传坤带领的课题组取得了一系列重大突破,已经成为中国液流电池技术领域研究最为全面的团队之一。
“湖南是我的福地,我们希望通过努力,将液流电池打造成下一张‘湖南名片’。”被同行形容为“坐着火箭发展”的贾传坤,向政协融媒记者道出了心愿。
贾传坤(中)带领学生进行液流电池研究。政协融媒记者 付栎摄
从不被青睐到硬通货
2007年,当贾传坤从山东大学考入中科院金属研究所时,新型液流电池系统在全世界尚属于冷门研究领域。他笑着回忆:“我当时对液流电池完全没概念,就记得导师严川伟教授提了4字要求——‘便宜好使’。”
博士毕业后,贾传坤先后在美国印第安纳普渡大学、新加坡国立大学从事博士后研究,积累了丰富的液流电池储能研究经验和成果。但在回国之初,他的研究成果没有被产业应用方特别青睐,还曾有相关企业负责人对他说:“您的技术很好,但我们目前不太用得上。”
2020年,“双碳”目标提出后,能源成了主战场,大规模储能技术瞬间成了“香饽饽”,各大电网和储能企业争相邀请贾传坤去讲课、谈技术合作。贾传坤说,安全性高、响应速度快、设计灵活、循环寿命长的液流电池,已经成为备受业界关注的中大规模储能技术。
“现阶段钒液流电池的商业化发展,仍需解决能量密度低、工作温度范围窄和一次投入成本高的问题。”贾传坤坦言。为此,他带领团队首次开发了具有更好电化学活性、更高电导率、更强稳定性和抗腐蚀性的石墨烯复合碳毡电极。为进一步降低成本,他们成功破解了高锰酸钠作为正极活性物质的传统壁垒,开发出世界首款低成本高能量密度的锌-高锰液流电池。
掌握了技术“硬通货”的贾传坤,吸引了政府、企业、投资机构等各方关注。2022年12月,北京德泰储能和长沙理工大学签署了相关储能技术转让合同,以2700万元引入贾传坤团队的全钒液流电池核心储能技术,包括5项专利权和5项专利申请权。
研发路上成果不断
“为什么不去985、211高校?”来到长沙理工大学后,这是贾传坤夫妇被问得最多的问题。贾传坤告诉政协融媒记者,当时湖南只有水稻和先进液体电池这两个“团队百人计划”,“能和水稻团队一同入选,让我们非常有荣誉感”。
6年来不断取得的科研成果,让贾传坤坚信“来湖南是一个正确的选择”。今年4月,过完40岁生日不久的贾传坤收获了一份“大礼”——团队自主研发的废旧沥青混合料油石高效分离、沥青回收及资源化利用等领域设备和材料,以1400万元授权许可浙江八咏新材料公司使用专利,启动产业化进程。
这项颠覆性技术其实是贾传坤的“跨界之作”。他从湖南省高速公路集团得知,我国公路基础设施每年养护产生的废旧沥青混合料约2亿吨,但采用传统的油石分离技术,石子和沥青不能完全分离,循环利用率较低。
“高速公路路面用的玄武岩、辉绿岩等石料每吨几百元,还要从外省运到湖南。”贾传坤带领团队迅速开发了一种绿色溶剂配方和油石分离设备,实现沥青从石子表面接近100%脱离,不仅石料能循环利用,废旧沥青还能“变身”成为价廉物美的锂/钠离子电池负极材料。
贾传坤透露,目前油石分离设备已完成年处理10万吨/台,设计年产2000吨的废旧沥青基锂/钠离子电池负极材料生产线已在山东省庆云县中庆新能源产业园完成安装调试,预计将于今年12月份实现点火投产。不到半年,这已是其团队第二项落地转化的重大科研成果。
在产业化道路中,贾传坤也遭遇了不少“成长的烦恼”,比如缺乏产品中试场地和中试设备设计制造启动资金。为了让技术得到完整展示,他几次自掏腰包建生产装置,有一次花费了他两年工资,“如果自己不先做出来,这条路就很漫长,对方需要验证从实验室瓶瓶罐罐到生产线的可行性”。
“我喜欢和企业交流,因为企业和市场直接接轨,都是带着问题来的。”贾传坤对液流电池的前景充满信心,“我将努力推进液流电池商业化进展,打通液流电池在大规模储能领域应用‘最后一公里’ 。”
文 | 政协融媒记者 刘敏婕