复旦大学水系电池研究中心执行主任、博士生导师晁栋梁——
在科研“无人区”闯出一片新天地
人物小传
晁栋梁，复旦大学水系电池研究中心执行主任、化学与材料学院先进材料实验室青年研究员，博士生导师，科睿唯安高被引科学家，上海市高层次引进人才专家、国家高层次引进人才计划（国家四青）获得者。2020年加入复旦大学，获上海市科技青年35人引领计划、《麻省理工科技评论》科技创新35人、中国电化学青年奖等奖项。
从手机、电脑到智能家电，从电动自行车到新能源车，到充电站、数据基站、航空航天航海设备，电池的身影无处不在，已成为现代生活中不可或缺的一部分。然而，电瓶车电池爆燃、电动汽车爆燃、手机电池爆燃……由电池引起的安全事故时有发生，电池安全问题备受关注。有没有即使火烧、刺穿、水洗都不会发生自燃自爆事故的电池？复旦大学先进材料实验室青年研究员、博士生导师晁栋梁研究的电池——水系电池，就是这样的电池。
与传统使用有机电解液的锂钠离子电池不同，水系电池以水作为电解液溶剂，能够耐高温、耐外力撞击，不易爆燃，而且安全环保。基于水系电池相较于传统电池的优越性，晁栋梁的研究不仅使电瓶车电池可以上楼入户充电，也为“上天入海”的航天航海设备提供了更环保、安全的电池解决方案。
“引领才有价值”，这是晁栋梁经常挂在嘴边的一句话。正是带着这个信念，晁栋梁在少有参照系的世界科技前沿“无人区”不断探索，闯出了一片新天地。
安全环保，让电池可“上楼”充电
“面向世界科技前沿”“具有全球视野”“有创新影响力”，这是晁栋梁入选“上海科技青年35人引领计划”时的颁奖词。大学本科主修材料学专业的晁栋梁，在博士阶段最先接触的是锂电池，经过反复实践与思考，逐步将视线聚焦到当时还只有极少数基础研究人员涉足的新型水系电池领域，探索电池研发的新风口。
“锂资源成本高且用于生产锂电池的原料我国储量少，而水系电池兼具有安全、环保的优点，符合国家能源安全的布局。”晁栋梁说。水系电池因其支撑环境为水溶液，对比其他电池技术，最核心的优点是安全，防火抗摔耐磨损，而且，在废弃后能够自然降解，甚至可以归为生活垃圾，对环境几乎没有负担。
在复旦大学，水系电池是基于中国科学院院士赵东元教授领衔的介孔材料技术基座“长”出的安全储能设施应用，是一个国际材料科学界的前沿领域。从海外求学归来的晁栋梁，入师赵东元院士麾下，一头扎进这个全新领域。
找准了目标，并不断探索，成果随之而来。
2018年，晁栋梁与团队完成了首篇水系锌离子电池的综述，目前该论文已有1800多次的引用。随后，2020年他又受邀在《科学》子刊上对水系电池发展蓝图进行了更为详细的总结，该论文被誉为水系电池领域入门必读的经典综述，目前已有1300多次的引用。
截至目前，晁栋梁的团队已在高影响力的国际期刊上发表论文150余篇，被引用25000余次，H指数为76。晁栋梁获得了2023年度EES Lectureship Award——旨在支持全球在能源与环境科学范围内从事研究的年轻科研人员的奖项，他还入选权威的《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”。
2023年11月，水系电池研究中心（复旦大学-交投倬粤校企联合）成立，赵东元院士任中心主任，晁栋梁任中心执行主任。晁栋梁在水系电池的基础研究与应用迈入新征程。
当下，晁栋梁正带领团队持续攻关，在确保稳定安全的前提下，进一步突破当前水系电池能量密度的极限，推动其在高安全需求（如基站电源、生物电源、水域/海域移动储能等）和低成本动力需求（如两轮电动车、电动汽车、规模储能等）领域的应用示范及规模化推广。
实验室直接接驳生产线
“让基础科研贴近生活，让研究可以落到实地，枯燥的事情就更有意义和动力了。”晁栋梁说。
科技改变生活，科技成果的价值在于运用。
“实验室是理想状态，但应用在实际场景中，涉及方方面面，比如如何把电引出来，如何系统集成，外壳用什么材料，这些都是非常重要的。”晁栋梁说。于是，他主动“走出”实验室，“靠近”产线、贴近市场，促进产学研深度融合，推动新型水系电池技术的传播、应用与商业化进程，让成果迅速转化为生产力，赋能生产生活。
晁栋梁带领团队与政府、企业不断合作，获得多家大型企业的资助，带领团队建设了全国第一条水系电池GWh级生产线。
高校直接接驳生产线，打通了成果转化的关键堵点。这是复旦大学的一项创新。
晁栋梁说，以往任何一项大规模拓展的新技术，通常需要3-5年的技术孵化，才能真正用到产品上。个中缘由之一是，实验室里的研究往往基于非常小的器件，是处于理想化情况下进行的分析和测试，一旦集中放大并应用到生产线，常会发生不可预期的变动。实践中，将实验室每一次成果放大、复刻至生产线，都需要爬坡过坎。
复旦大学直接接驳生产线，让研发和应用贴近市场，科技转化触手可及。
正因为此，也吸引了各方的关注和投入。目前，水系电池技术得到国家重点研发计划支持，中国、新加坡两国政府将对该项目投入3000万元人民币；复旦大学携手上海宝山区成立相关公司，培养职业经理人专门服务于先进材料实验室的成果转化和技术转移；知名企业投资1200万元用于水系电池研究中心的建设，企业不设预期、不定制方向，只有一个诉求：成果能够直接应用。
晁栋梁说：“需求侧不断撬动着新研发，市场有需求、企业有魄力、政府有支撑，对基础研究来说，这是理想的催化剂。”
从生产实践中寻找“改良因子”
“做科研就是不断发现问题，不断研究问题，不断解决问题……循环反复。对于科研人员来说，耐心、韧性特别重要，此外，热爱和兴趣也必不可少。”晁栋梁说。
成为老师后，晁栋梁除了自己做研究，培育学生也是他的重要职责。独立自主学习与不断发散思考是晁栋梁在科研时对自己的要求，也是他现在对学生们的期望。
他希望学生们能够自由发展。为了促进新兴电池领域的研究者进行经验交流，在读书期间他创建了钠离子电池研究群，工作后又创建了水系电池研究群。新兴领域中可利用的现成资料有限，新入行的同学们可以在群里提出疑问、请教他人，以此推动整个研究领域的发展。
他总是鼓励学生不断寻找解决问题的方法。
比如，在将研究成果转化为产品的过程中，中试时材料量产的均一性是一个需要攻克的问题。在产线上要通过有机组合拼装，经历无数次枯燥实验和反复的推倒重来，团队才一步步将实验室成果往前推进。有时，在调试数月后依旧没有太大进展，研究团队的学生们难免情绪低落。
这时，合作企业让晁栋梁“计从中来”。产线上发现的问题，还得回到产线上去找答案。上海是唯一一个集结了几乎所有电池大厂的城市，宁德时代、特斯拉、比亚迪等都在这里建有基地。他把学生们派往华为、宁德时代等大厂，在产线上实地感受学习这些企业打磨产品的方式和态度，也鼓励年轻学子从生产实践中找到“改良因子”，倒过来启迪、反哺实验室研究。
事实证明，这样的方式管用。团队磨砺了决心，也有了实际经验去克服困难，更为下一步科研创新打下基础、埋下种子。
“吃苦耐劳是必备的科研品质，但我感觉更重要的还是热爱。在上海这座科技之都，我们可以绽放无数科技梦想，理应大有作为。”晁栋梁说。