全职归国的他想为基础和应用“牵线搭桥”

 

陈忠伟  大连化物所供图

■本报见习记者 孙丹宁

7月28日，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）举行了能源催化转化全国重点实验室学术委员会成立大会。该学术委员会由何鸣元、包信和、陈军、刘中民、李灿、李亚栋等20位院士以及延长石油副总经理罗万明等专家和学者组成。

在此次会议上，有一位鲜少亮相的学者登场，他就是能源催化转化全国重点实验室的主任，刚从加拿大全职归国的加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士陈忠伟。他在加拿大领导着约70人的团队，2016年获加拿大最高国家科技奖。

从水泥厂到加拿大滑铁卢大学

“大学刚毕业的时候，其实并没有非常明确的目标。”陈忠伟坦言。

20岁就从南京工业大学硅酸盐工程专业毕业的他，并不知道未来到底要做什么。因为缺乏实践和社会经验，他希望大学毕业后换个环境，到社会的大熔炉里锻炼一下。于是，陈忠伟深思熟虑后，选择到一家拥有顶尖自动化技术的中日合资水泥厂工作。但很快他就发现企业工作并不适合自己。

“在企业工作了一年以后，我觉得有些缺乏挑战性。因为当时的工作性质是‘一个萝卜一个坑’，需要按部就班做固定的工作，很难有创新性的举措，而我是喜欢追求自由度和新鲜感的。这次经历让我意识到，自己更想做研究型的工作，能够有所突破、有所创新。”陈忠伟告诉《中国科学报》。

在外面“折腾”了一段时间，陈忠伟参加了研究生考试。这次，他的目标是华东理工大学的王牌专业——化学工程专业。这里有国家重点实验室，有良好的学习氛围和研究平台，陈忠伟一进来就感觉“如鱼得水”。

入学一年，陈忠伟有了赴美读书的打算。“因为那个时候，国内能源领域发展刚起步，而国外的相对比较成熟，所以想去了解一下前沿技术。”

硕士毕业后，陈忠伟奔赴美国加州大学河滨分校攻读化学工程博士学位，开展燃料电池研究。

陈忠伟认为，新能源产业是一个“冉冉升起”的朝阳产业。在美国读博的这几年，他的判断得到了印证——化石能源消费所产生的环境问题和气候问题日益凸显，人类开始寻求消费过程中碳排放更低的能源消费品种，新能源地位日益显著。

“当时我们实验室和美国能源部及其国家实验室合作过燃料电池项目，这为我后续确立研究方向打下了基础。”陈忠伟介绍道，“当时想毕业后去高校，专心做研究。”

陈忠伟于2007年进入美国洛斯阿拉莫斯国家实验室进行下一代燃料电池催化剂的研究。一年后，他收到了来自美国和加拿大几所高校的助理教授的offer。

“最终选择加拿大的滑铁卢大学主要是看中了一点——它特别注重科研的应用，在工程研究和应用转化方面做得很好，专利、IP完全归属于研究人员，可以 100%自主应用并进行产业化。”陈忠伟说，“而且周围是加拿大的‘硅谷’，黑莓手机就是在这儿发源的，大量人才聚集于此，这很吸引我。”

在滑铁卢大学，陈忠伟从2008年9月开始着手组建自己的团队。彼时，整个北美的许多研究组都将重心转向了电动汽车研制，而其中锂电池不可或缺。于是，陈忠伟就与美国通用汽车公司合作，开始研制锂离子电池的硅碳负极材料，并推动了下一代锂离子电池核心材料等多项技术发展。

十几年时间，陈忠伟团队从最开始的几个人发展为近70人，成为滑铁卢大学大研发团队之一，并一直致力于燃料电池、高能锂离子电池、硅硫锂电池等的研制。

想给技术和产业化“搭座桥”

在加拿大的工作正“风生水起”，“闲不住”的陈忠伟却开始考虑下一步了。

“我要回国。”提到这件事，陈忠伟语气坚定，“当前，中国的新能源产业有世界上规模最大的市场和非常完整的产业链，能够有更多的机会，能更高效地实现科技创新和应用，为降低二氧化碳排放和保护人类环境作贡献。此外，回国我有机会建立一个可以快速实现从科研到应用转化的团队。在国外的高校搞研究更像‘个体户’，一个团队以一名教授为主，并没有完备的工程师队伍或者助理研究员辅助，学生的流动性也非常大，很难拥有一个稳定的团队。”

“‘个体户’创新能力比较强，想到什么就能立刻做什么，但在应用研究中，它的短板很明显。因为做应用需要有长期的人员经验积累，要有能力和产业进行对接。”陈忠伟告诉《中国科学报》，这是他选择大连化物所的主要原因，这是一个基础研究、应用研究、技术转移转化全链条贯通的综合性研究所，有非常成熟的成果转化经验，也有一批像甲醇制烯烃、煤基乙醇等从“实验室到工厂”的成功案例，能够真正做到不让成果在“抽屉里睡大觉”，而这正是他追求的目标。

陈忠伟从2010年起就在做锌空气储能电池相关的研究，是世界上对该领域开拓最早的研究团队之一。

“从该领域最初只有几个团队到现在几百个团队，我们的文章被引用将近一万次，在一定程度上引领了该领域的发展。”陈忠伟说。

锌空气电池其实很早就有相关商业化应用，比如老年人的助听器。这种电池能量密度非常高，是锂电池的两到三倍，并且不易起火爆炸，但其寿命较短，很难循环使用。陈忠伟发现了该问题后，就想推动锌空气电池真正实现商业应用，而转化应用离不开工程化的放大。

“在加拿大的时候，我们缺乏这样的团队，没有‘桥梁’，实验研究和成果转化就像两座‘孤岛’。这也是我回国立刻组建工程师团队的原因。”陈忠伟解释道。

在大连化物所，陈忠伟预期组建一个200~300人的“大型团队”，有完善的实验室条件，有稳定的科研人员实验队伍进行基础研究，有单独的工程师队伍进行工程转化，有可以进行实验放大及中试的研究平台，还有和学生面对面交流沟通的机会……

“很感谢大连化物所对我的信任，给了我一笔启动资金，允许自由的科研模式存在。我觉得我们的合作是‘双向奔赴’。”陈忠伟说。

研究所为陈忠伟搭建了“桥梁”，而他希望在好的成果和工业化之间“搭起一座桥”，帮助那些缺乏成熟的成果转化体系的高校。“现在国内新能源市场很大，但很多好的成果还‘躺’在实验室里。我希望团队能成为‘一座桥’，帮助优质成果快速进行转化。”

研究要形成“独一无二”的方法论

这些年，陈忠伟培养了许多学生，很多选择回国工作，继续在科研领域深耕。他认为培养学生的关键，在于让每个人形成属于自己“独一无二”的方法论。

“授人以鱼不如授人以渔，要让他们有自己的一套科研方法和独立思考的能力，而不是麻木地做实验、发文章。”陈忠伟告诉《中国科学报》。

每名学生刚进入团队，陈忠伟都会和他们“一对一”面谈，树立一个明确的研究计划和目标，及时引导他们进入该领域，熟悉氛围。他希望学生阅读调研大量文献，对研究领域有清晰的认知，做创新性工作，不盲目被动地跟随他人。他会和学生共同讨论，明确实验的思路和创新点，帮助学生拥有自己的“一席之地”。

未来，陈忠伟团队将继续围绕燃料电池方向探索研究，在大连市长兴岛打造电池的“下一代隔膜”。而担任能源催化转化全国重点实验室主任后，陈忠伟对该实验室有了自己的期许：“之前大连化物所能源领域的研究方向更多偏向传统能源，迫切需要开拓一些新的方向，比如新的电化学能源。我们希望更多关注清洁能源这一领域，开发以合成气/甲醇、储能、氢能等为纽带的多种能源优势互补、耦合利用的关键技术，为构建清洁低碳、安全高效的能源新体系提供高质量科技支撑。此外，通过与人工智能交叉结合，提高生产效率，占领创新制高点，助推‘双碳’目标实现。”