中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2025年10月31日23時(shí)44分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心將迎來(lái)歷史性時(shí)刻——神舟二十一號(hào)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(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵任務(wù)，更因載荷專家張洪章的身份成為儲(chǔ)能行業(yè)的焦點(diǎn)。
神舟二十一號(hào)航天員乘組（來(lái)源：中國(guó)載人航天）
這位來(lái)自中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究員，將成為首位進(jìn)入太空的儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)＜摇?/span>
航天員、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)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(xué)化工系畢業(yè)后，直接進(jìn)入中科院大連化物所攻讀博士學(xué)位，2013年留所工作后迅速嶄露頭角。作為潔凈能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室高性能儲(chǔ)能電池關(guān)鍵材料研究組組長(zhǎng)，他主導(dǎo)的鋰硫電池比能量突破940Wh/kg，耐低溫鋰離子電池實(shí)現(xiàn)-40℃穩(wěn)定充放電，全釩液流電池非氟離子傳導(dǎo)膜性能超越國(guó)際標(biāo)桿Nafion115膜——這些成果不僅獲得60余項(xiàng)發(fā)明專利，更讓我國(guó)在儲(chǔ)能材料領(lǐng)域形成了技術(shù)護(hù)城河。
不同于傳統(tǒng)航天任務(wù)的“單一學(xué)科突破”，此次張洪章攜帶的鋰離子電池電化學(xué)光學(xué)原位研究、空間站在軌智能算力平臺(tái)試驗(yàn)等項(xiàng)目，直接指向儲(chǔ)能技術(shù)的太空驗(yàn)證。
神舟二十一號(hào)載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會(huì)
據(jù)神舟二十一號(hào)任務(wù)規(guī)劃，在軌期間將開展27項(xiàng)科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目，其中空間材料科學(xué)、微重力流體物理與燃燒等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)，都將為儲(chǔ)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(qiáng)輻射環(huán)境下的電化學(xué)行為研究，可能改寫現(xiàn)有電池設(shè)計(jì)規(guī)范；而智能算力平臺(tái)對(duì)電池管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)優(yōu)化，則可能催生新一代航天級(jí)儲(chǔ)能解決方案。
身為儲(chǔ)能領(lǐng)域首位踏入太空的科研先鋒，張洪章所獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將直接為地面產(chǎn)業(yè)注入創(chuàng)新動(dòng)能。以全釩液流電池技術(shù)革新為例，其核心組件——離子傳導(dǎo)膜在太空微重力環(huán)境中的性能表現(xiàn)測(cè)試，或能揭示材料在無(wú)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(dǎo)膜示意圖
更具戰(zhàn)略價(jià)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(tuán)隊(duì)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(lái)源于對(duì)極地科考裝備的嚴(yán)苛需求。這種“太空-地面”的雙向技術(shù)賦能模式，正在為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的未來(lái)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(shí)驗(yàn)室”，能加速暴露材料缺陷，推動(dòng)地面技術(shù)的迭代升級(jí)。正如中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平所言：“神舟二十一號(hào)的科學(xué)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(cè)奠定基礎(chǔ)?！?/span>
對(duì)于儲(chǔ)能行業(yè)而言，張洪章的太空之旅具有標(biāo)志性意義。對(duì)此，有業(yè)內(nèi)人士表示，儲(chǔ)能技術(shù)是航天工程的“能量心臟”，但長(zhǎng)期缺乏在真實(shí)太空環(huán)境中的系統(tǒng)性驗(yàn)證。張洪章的實(shí)驗(yàn)將填補(bǔ)這一空白，其數(shù)據(jù)將直接服務(wù)于深空探測(cè)、月球基地等未來(lái)任務(wù)。
事實(shí)上，隨著中國(guó)空間站進(jìn)入“應(yīng)用與發(fā)展階段”，太空實(shí)驗(yàn)已從“驗(yàn)證技術(shù)可行性”轉(zhuǎn)向“推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)”。例如，此次搭載的空間站在軌智能算力平臺(tái)試驗(yàn)，不僅測(cè)試電池管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)優(yōu)化能力，更可能催生適用于衛(wèi)星、深空探測(cè)器的智能儲(chǔ)能系統(tǒng)。
月背上的嫦娥六號(hào)探測(cè)器
更值得關(guān)注的是，張洪章的“雙棲身份”折射出儲(chǔ)能人才的跨界價(jià)值。作為兼具科研與工程背景的專家，他既能從學(xué)術(shù)角度提出理論假設(shè)，又能以航天員身份直接操作實(shí)驗(yàn)。這種“產(chǎn)學(xué)研用”一體化的模式，正是我國(guó)儲(chǔ)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(hào)的太空實(shí)驗(yàn)將觸發(fā)三重變革，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)跨越式發(fā)展。在技術(shù)驗(yàn)證層面，太空極端環(huán)境將成為地面材料研發(fā)的"天然實(shí)驗(yàn)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(xué)家開發(fā)耐極端條件的新型電解液。這種"太空測(cè)試-地面改進(jìn)"的循環(huán)驗(yàn)證模式，將重塑材料研發(fā)的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。
應(yīng)用場(chǎng)景層面，實(shí)驗(yàn)成果直接賦能深空探索。月球基地、火星探測(cè)等任務(wù)對(duì)儲(chǔ)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(zhǎng)達(dá)14天的無(wú)光照期。太空實(shí)驗(yàn)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(chǔ)能裝置提供精準(zhǔn)設(shè)計(jì)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(yàn)證的智能算力平臺(tái)可率先應(yīng)用于衛(wèi)星儲(chǔ)能系統(tǒng)，其算法優(yōu)化后的能效管理經(jīng)驗(yàn)，將通過(guò)技術(shù)遷移反哺地面儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)。這種雙向技術(shù)流動(dòng)，將推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈從單一場(chǎng)景向"天地互濟(jì)"的立體化生態(tài)升級(jí)，最終形成覆蓋太空、地面、海洋的多維儲(chǔ)能技術(shù)體系。
太空實(shí)驗(yàn)的深層邏輯在于打破“驗(yàn)證即終點(diǎn)”的傳統(tǒng)思維，將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的“起點(diǎn)引擎”。張洪章提出的“極端環(huán)境挑戰(zhàn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)突破”論斷，在神舟二十一號(hào)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(chǔ)能技術(shù)難以復(fù)現(xiàn)的“天然壓力測(cè)試場(chǎng)”。
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(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)將反向推動(dòng)材料基因組學(xué)研究，加速耐輻照固態(tài)電解質(zhì)、梯度復(fù)合熱管理膜等新材料的研發(fā)進(jìn)程。
這種“問(wèn)題暴露-機(jī)理分析-技術(shù)迭代”的閉環(huán)，使太空實(shí)驗(yàn)成為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的“源頭活水”，最終推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)從單一場(chǎng)景向多維立體化生態(tài)跨越，實(shí)現(xiàn)能源革命的“質(zhì)變式”升級(jí)。
