中國儲能網(wǎng)訊：2025年10月31日23時44分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心將迎來歷史性時刻——神舟二十一號載人飛船搭載張陸、武飛、張洪章三位航天員升空。這艘飛船不僅承載著空間站運營的關(guān)鍵任務(wù)，更因載荷專家張洪章的身份成為儲能行業(yè)的焦點。
神舟二十一號航天員乘組（來源：中國載人航天）
這位來自中國科學院大連化學物理研究所的研究員，將成為首位進入太空的儲能領(lǐng)域?qū)＜摇?/span>
航天員、中國科學院大連化學物理研究所研究員張洪章
1986年生于山東鄒平的張洪章，2008年從山東大學化工系畢業(yè)后，直接進入中科院大連化物所攻讀博士學位，2013年留所工作后迅速嶄露頭角。作為潔凈能源國家實驗室高性能儲能電池關(guān)鍵材料研究組組長，他主導的鋰硫電池比能量突破940Wh/kg，耐低溫鋰離子電池實現(xiàn)-40℃穩(wěn)定充放電，全釩液流電池非氟離子傳導膜性能超越國際標桿Nafion115膜——這些成果不僅獲得60余項發(fā)明專利，更讓我國在儲能材料領(lǐng)域形成了技術(shù)護城河。
不同于傳統(tǒng)航天任務(wù)的“單一學科突破”，此次張洪章攜帶的鋰離子電池電化學光學原位研究、空間站在軌智能算力平臺試驗等項目，直接指向儲能技術(shù)的太空驗證。
神舟二十一號載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會
據(jù)神舟二十一號任務(wù)規(guī)劃，在軌期間將開展27項科學與應(yīng)用項目，其中空間材料科學、微重力流體物理與燃燒等領(lǐng)域的實驗，都將為儲能材料的極端環(huán)境適應(yīng)性提供數(shù)據(jù)支撐。例如，鋰離子電池在太空微重力、強輻射環(huán)境下的電化學行為研究，可能改寫現(xiàn)有電池設(shè)計規(guī)范；而智能算力平臺對電池管理系統(tǒng)的實時優(yōu)化，則可能催生新一代航天級儲能解決方案。
身為儲能領(lǐng)域首位踏入太空的科研先鋒，張洪章所獲取的實驗數(shù)據(jù)將直接為地面產(chǎn)業(yè)注入創(chuàng)新動能。以全釩液流電池技術(shù)革新為例，其核心組件——離子傳導膜在太空微重力環(huán)境中的性能表現(xiàn)測試，或能揭示材料在無重力狀態(tài)下的離子遷移特性，從而為提升商用電池的能量轉(zhuǎn)換效率提供關(guān)鍵理論支撐。
典型的液流電池及其所應(yīng)用的多孔離子傳導膜示意圖
更具戰(zhàn)略價值的是，太空特有的極端環(huán)境常能成為技術(shù)突破的“催化劑”——正如張洪章團隊在地面研發(fā)中取得的耐低溫電池技術(shù)突破，其靈感最初正來源于對極地科考裝備的嚴苛需求。這種“太空-地面”的雙向技術(shù)賦能模式，正在為儲能產(chǎn)業(yè)的未來版圖繪制出更具想象力的創(chuàng)新路徑。
太空極端環(huán)境是天然的“實驗室”，能加速暴露材料缺陷，推動地面技術(shù)的迭代升級。正如中國載人航天工程總設(shè)計師周建平所言：“神舟二十一號的科學載荷密度較此前提升15%，這些探索將為后續(xù)載人登月、火星探測奠定基礎(chǔ)。”
對于儲能行業(yè)而言，張洪章的太空之旅具有標志性意義。對此，有業(yè)內(nèi)人士表示，儲能技術(shù)是航天工程的“能量心臟”，但長期缺乏在真實太空環(huán)境中的系統(tǒng)性驗證。張洪章的實驗將填補這一空白，其數(shù)據(jù)將直接服務(wù)于深空探測、月球基地等未來任務(wù)。
事實上，隨著中國空間站進入“應(yīng)用與發(fā)展階段”，太空實驗已從“驗證技術(shù)可行性”轉(zhuǎn)向“推動產(chǎn)業(yè)升級”。例如，此次搭載的空間站在軌智能算力平臺試驗，不僅測試電池管理系統(tǒng)的實時優(yōu)化能力，更可能催生適用于衛(wèi)星、深空探測器的智能儲能系統(tǒng)。
月背上的嫦娥六號探測器
更值得關(guān)注的是，張洪章的“雙棲身份”折射出儲能人才的跨界價值。作為兼具科研與工程背景的專家，他既能從學術(shù)角度提出理論假設(shè)，又能以航天員身份直接操作實驗。這種“產(chǎn)學研用”一體化的模式，正是我國儲能行業(yè)突破技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵。
從產(chǎn)業(yè)視角看，神舟二十一號的太空實驗將觸發(fā)三重變革，推動儲能技術(shù)跨越式發(fā)展。在技術(shù)驗證層面，太空極端環(huán)境將成為地面材料研發(fā)的"天然實驗室"。鋰離子電池在失重狀態(tài)下的性能衰減數(shù)據(jù)，可能暴露傳統(tǒng)電解液配方在真空、輻射環(huán)境中的缺陷，倒逼材料科學家開發(fā)耐極端條件的新型電解液。這種"太空測試-地面改進"的循環(huán)驗證模式，將重塑材料研發(fā)的驗證標準。
應(yīng)用場景層面，實驗成果直接賦能深空探索。月球基地、火星探測等任務(wù)對儲能系統(tǒng)提出極端要求——需耐受-180℃至120℃的劇烈溫差，并支撐長達14天的無光照期。太空實驗獲取的電池充放電特性、熱管理系統(tǒng)效能等數(shù)據(jù)，將為深空儲能裝置提供精準設(shè)計參數(shù)。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)層面，將形成"太空-地面"協(xié)同創(chuàng)新的生態(tài)閉環(huán)。隨著"空間站+深空基地"體系構(gòu)建，太空驗證的智能算力平臺可率先應(yīng)用于衛(wèi)星儲能系統(tǒng)，其算法優(yōu)化后的能效管理經(jīng)驗，將通過技術(shù)遷移反哺地面儲能網(wǎng)絡(luò)。這種雙向技術(shù)流動，將推動儲能產(chǎn)業(yè)鏈從單一場景向"天地互濟"的立體化生態(tài)升級，最終形成覆蓋太空、地面、海洋的多維儲能技術(shù)體系。
太空實驗的深層邏輯在于打破“驗證即終點”的傳統(tǒng)思維，將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的“起點引擎”。張洪章提出的“極端環(huán)境挑戰(zhàn)驅(qū)動技術(shù)突破”論斷，在神舟二十一號任務(wù)中將有具象化呈現(xiàn)——太空失重、輻射、溫差等極端條件，本質(zhì)上是地面儲能技術(shù)難以復現(xiàn)的“天然壓力測試場”。
例如，鋰離子電池在太空暴露的電解液揮發(fā)速率異常、熱管理系統(tǒng)在-180℃極寒下的失效模式，這些真實環(huán)境數(shù)據(jù)將反向推動材料基因組學研究，加速耐輻照固態(tài)電解質(zhì)、梯度復合熱管理膜等新材料的研發(fā)進程。
這種“問題暴露-機理分析-技術(shù)迭代”的閉環(huán)，使太空實驗成為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的“源頭活水”，最終推動儲能技術(shù)從單一場景向多維立體化生態(tài)跨越，實現(xiàn)能源革命的“質(zhì)變式”升級。
