孫克寧：為中國航天“充電”的能源科學(xué)家

個人簡介：

孫克寧，化學(xué)電源與綠色催化研究所所長，國務(wù)院學(xué)位委員會第八屆學(xué)科評議組成員，國家級領(lǐng)軍人才，教育部創(chuàng)新團隊帶頭人，化學(xué)電源與綠色催化北京市重點實驗室、燃料電池分布式發(fā)電技術(shù)北京市國際科技合作基地主任。以第一完成人獲得國家獎3項，省部獎8項。

研究領(lǐng)域和方向

長期從事能源電化學(xué)工程重大技術(shù)攻關(guān)，在能源的存儲、轉(zhuǎn)化與輸運方面取得了系統(tǒng)性和創(chuàng)造性成果。

1. 電化學(xué)能源轉(zhuǎn)換與存儲技術(shù)

2. 固體氧化物燃料電池

3. 高比能量鋰離子電池

研究成果

主持國際重點研發(fā)項目課題、國家863重大項目、國家自然科學(xué)基金項目、科技部國際合作項目、企業(yè)科研合作課題多項，在Nat. Commun.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.等期刊發(fā)表SCI論文400余篇，2014-2020年連續(xù)七年獲Elsevier中國高被引學(xué)者（能源），主編學(xué)術(shù)著作2部、教材1部，獲國家發(fā)明專利授權(quán)48項。

從“一張白紙”到國家科技獎：中國空間電源的破局者

在中國航天事業(yè)的璀璨星河中，有一束光，為衛(wèi)星、探測器、空間站提供持久而穩(wěn)定的能量——那就是空間電源系統(tǒng)。而在這背后，孫克寧教授默默耕耘二十余載，從零起步，突破國外技術(shù)封鎖，讓中國航天器擁有了自主可控的“心臟”。

1999年，當孫克寧剛踏入空間電源研究領(lǐng)域時，中國在這一關(guān)鍵技術(shù)上的積累幾乎為零。“世界范圍內(nèi)專業(yè)做航天電源的公司很少，我國還遠遠落后。”當時，中國航天器主要依賴鎳氫電池，但它的比能量低、可靠性差，難以滿足深空探測的需求。

2004年，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，“兩彈一星”元勛孫家棟院士的一句話深深觸動了他，“電源系統(tǒng)絕對不允許出任何問題！”這句話成為孫克寧科研生涯的轉(zhuǎn)折點。他毅然轉(zhuǎn)向鋰離子電池研究，盡管當時國內(nèi)既無成熟設(shè)備，也無商業(yè)化材料，甚至連工藝技術(shù)都需從零摸索。

2009年，孫克寧加入北京理工大學(xué)，依托該校在化學(xué)與化工領(lǐng)域的深厚積累，帶領(lǐng)團隊在高比能量鋰離子電池領(lǐng)域取得突破。2019年，他的“高比能量鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎，使中國空間電源系統(tǒng)的技術(shù)水平實現(xiàn)跨越式提升。

科研突破：從航天電源到下一代儲能技術(shù)

孫克寧的研究并未止步于航天電源。近年來，他的團隊在多個前沿能源領(lǐng)域持續(xù)突破：

鋰硫電池：2023年，團隊通過磷空位工程調(diào)控CoP催化劑的電子結(jié)構(gòu)，顯著提升鋰硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性，在貧電解液條件下仍保持高能量密度。2025年，他們又在鈣鈦礦氧化物缺陷催化領(lǐng)域取得突破，通過La空位調(diào)控，大幅提升鋰硫電池的氧化還原動力學(xué)，使電池在1.0C下循環(huán)500次后容量保持率達70%。

高電壓鋰金屬電池：2024年，團隊開發(fā)了一種含氰基的電解液添加劑（o-TFPN），成功構(gòu)建穩(wěn)定的電極-電解液界面（EEI），使鋰金屬電池在4.6V超高電壓下穩(wěn)定循環(huán)200次以上。

鈉離子電池：2019年，團隊設(shè)計出硫氮共摻雜介孔中空碳球（SN-MHCSs），作為鈉離子電池負極材料，其獨特的結(jié)構(gòu)使電池具備超長循環(huán)壽命和高倍率性能。

“兩把刷子”育人

孫克寧不僅是杰出的科學(xué)家，更是優(yōu)秀的導(dǎo)師。

“知全局，明亮點。知需求，明方向。知難點，明細節(jié)。知能力，明途徑。”這是孫克寧對學(xué)生們的要求。在科研上不斷取得突破的孫克寧，始終將培養(yǎng)出優(yōu)秀的學(xué)生作為團隊成績的重要組成。

他提出科研人才需具備“兩把刷子”：瞄準國際前沿，創(chuàng)新基礎(chǔ)研究；對接國家需求，注重工程應(yīng)用。

他的團隊雖然年輕，卻已承擔多項國家重大項目。青年教師王振華回憶：“凌晨三點測數(shù)據(jù)、吃住在實驗室是常態(tài)。”正是這種拼搏精神，讓團隊在化學(xué)電源與綠色催化北京市重點實驗室等平臺上屢創(chuàng)佳績。

如今，孫克寧團隊的研究已從航天電源拓展至固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC）、鋰硫電池、鈉離子電池等多個方向，并持續(xù)在國際頂級期刊發(fā)表突破性成果。

參考來源：北京理工大學(xué)官網(wǎng)、北京理工大學(xué)《為中國“深空之光”璀璨長駐》等

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