中国储能网讯:本期《锚点》节目中,中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰对话中国科学院院士、中国科学技术大学徐铜文教授,深入探讨一张关键“膜”如何突破瓶颈,让曾被认为无法产业化的有机液流电池重获新生。
有机液流电池发展曾长期受困于核心材料离子交换膜的固有矛盾:提升性能常伴随稳定性下降。徐铜文院士团队在《自然》期刊发表创新成果,通过创制具有刚性三嗪框架结构的新型离子膜,成功破解这一难题。实现了“近乎无摩擦”传输,将电池充放电密度提升至每平方厘米五百毫安,达到当时普遍报道值的五倍以上。这一突破性进展,直接为产业注入了强心剂,不仅树立了技术标杆,更推动建成了全球首套兆瓦级水系有机液流电池储能系统并实现商业化运营,标志着我国在该领域完成了从“跟跑”到“领跑”的关键跨越。
中国科学院院士、中国科学技术大学化学与材料科学学院徐铜文教授,作为一位资深的“膜”法师,也是中国科学技术大学碳中和研究院氢能平台的负责人。他研究的离子膜、双极膜等,最重要的应用场景正是碳中和。从储能到制氢到过程工业低碳变革,他都做出了许多贡献。
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中国科大创新创业导师徐铜文教授当选中国科学院院士
11月21日,中国科学院2025年院士增选结果正式对外公布,中国科学技术大学创新创业导师、化学与材料科学学院徐铜文教授当选中国科学院院士。他既是膜材料创新的“开拓者”,也是赋能学子双创实践的“引路人”。
徐铜文,现任中国科学技术大学化学与材料科学学院教授,2023年12月受聘为中国科学技术大学创新创业导师。他于1989年获合肥工业大学学士学位,1992年获合肥工业大学硕士学位,1995年获天津大学博士学位,1997年南开大学高分子化学博士后流动站出站后进入中国科学技术大学工作,期间先后在日本东京大学、东京工业大学和韩国光州科技研究院进行合作研究,先后当选英国皇家化学会会士,中国化工学会会士,中国化学会会士。2025年当选中国科学院院士。
徐铜文教授长期致力膜化工研究,在离子膜基础研究、产业化及其在储能、氢能和过程工业低碳变革应用方面取得了系统的创造性成果。在《自然》等期刊发表论文600余篇,2014-2024连续十一年入选爱思唯尔高被引作者名单,多次入选美国斯坦福大学和爱思唯尔数据库发布的“全球前2%顶尖科学家榜单”(在2024年的“终身科学影响力排行榜”中,位居全球化工第12位);获授权发明专利110件;成果获国家技术发明二等奖1项、省部级及行业协会一等奖7项,曾获全国五一劳动奖章和侯德榜化工科学技术成就奖、国务院政府特殊津贴等荣誉。
徐铜文团队实现了一系列跨越式突破。其中,“均相离子膜制备关键技术及应用”项目形成了具有完全自主知识产权的均相离子膜制备及应用技术,打破了发达国家技术封锁和价格垄断。该项目2018年荣获国家技术发明奖二等奖,这也是自2000年国家奖励政策改革以来,中国科大首次以第一完成单位获得该类奖项。
2023年,徐铜文团队创制了一类新型三嗪框架聚合物离子膜,实现了近无摩擦的离子传递,使水系有机液流电池充放电密度达到每平方厘米500毫安,是当时普遍报道值的5倍以上。研究成果发表于《自然》。《科学》专门发表评述,称赞其为“激动人心的进展”和“液流电池隔膜的重大进步”。目前已建成年产100万平方米的隔膜产线和年产2GWh的有机液流电池产线,并与内蒙古电力集团合作建成了全球首套兆瓦级水系有机液流电池储能系统,率先实现并网和商业化运营。
在高端材料绿色制造领域,团队也取得了原理性和应用性的双重突破:首次实现双极膜重水解离,开创了由重水直接制备氘代化学品的变革性工艺,颠覆了长期以来“重水解离速率比水慢”的传统认知,将氘代酸、氘代碱等战略原料的生产成本降低至传统工艺的五分之一。研究成果再次发表于《自然》。
从实验室到产业化,徐铜文带领团队已成功转化12项专利,建成15条离子膜生产线,总年产能达200万平方米。
“我们的制膜工艺简单、成本低,售价远低于国际市场同类产品。”徐铜文表示,产品不仅在国内广泛应用,更实现了向美国、德国等传统膜技术强国的“反向出口”。
除了科研领域的卓越成就,徐铜文教授还是中国科大创新创业教育的重要引领者和开创者,他大力支持学生开展科技创新创业实践,并积极推进创新成果产业化。自2022年起,他多次担任学生创新创业项目指导教师,亲自指导《高性能双极膜开发及应用——解决大宗化工高能耗高产废问题》、《对冲式离子精馏盐湖提锂撬装设备的开发和应用》等6个项目分别入选中国科大“双创基金”、“华米基金”、“雏鹰基金”、“雄鹰基金”等公益性创新创业基金立项项目并以优异成绩结项。同时,他还鼓励同学们积极参与创新创业课程,参加“科创训练营”、“创新创业大讲堂”等实践活动。徐铜文教授对我校创新创业教育和创新人才培养工作的高度重视,不仅助力提升学生的创新创业能力和素质,更为中国科大创新创业教育体系的建设做出了重要贡献,是中国科学家“科研创新+育人传承”的生动缩影。



