“十五五”规划首次提出“建设能源强国”目标。预计到“十五五”末期，我国绝大部分新增用电需求将由清洁能源发电来满足。这一进程中，性能不断革新的新能源电池至关重要。
电极材料作为电化学能量存储与转换器件的核心，直接决定电池的综合表现。其中，介孔材料凭借其独特的结构优势，在吸附、催化、能量存储等方面性能突出，正日益成为电极制造中的重要选择。
复旦大学赵东元院士团队研发的介孔材料正在多领域发挥重要作用：在石油化工中，介孔催化材料可推动高品质油品大幅增产；在锂钠电池中，创新的介孔硅碳负极能有效提升电池稳定性与循环寿命；在新兴的水系电池领域，团队成功解决了能量密度及枝晶生长的循环寿命等行业难题。
与此同时，团队积极探索产学研融合机制，加速推动科技成果产业化，以实际行动服务国家战略。位于上海宝山的吴淞材料实验室，是赵东元院士推动“科研＋产业”协同发展的重要平台，目前已成功孵化出复安绿能科技有限公司等创新企业。
介孔材料，如何在能源领域大展身手？
介孔，指孔径为 2~50 纳米的材料。因其尺寸介于微孔和大孔之间，所以称为介孔。介孔材料具有超高比表面积、狭窄的孔径分布、可调控的孔径和形貌特性。一克介孔材料铺展开，表面积可达几百至上千平方米，在新能源、生物医药、电子信息、环境治理、绝热、催化、吸附分离等应用领域都展现出巨大的市场价值和潜力。
被称为“造孔之人”的赵东元，在介孔材料领域发表论文与引用率曾位列全球第一，其领衔完成的项目“有序介孔高分子和碳材料的创制和应用”荣获国家自然科学奖一等奖，并创造出20余种以“FDU”（复旦大学）命名的介孔材料，应用于生产生活的方方面面。
能否介绍一下您的“造孔”技术的主要应用？
赵东元：我们“造孔”技术最早的应用场景是石油化工领域。传统石油加工过程中，重油、渣油的利用率低且污染较大，而介孔材料的高比表面积和催化活性，能够实现重油的高效裂化和定向转化。我们研发的核壳结构介孔分子筛催化剂，在齐鲁石化年产56万吨的重油催化装置中，已实现了千吨级生产与长期工业应用。若这项技术在全国推广，预计每年可为中石化体系增产约150万吨高品质油品。面对新能源汽车增多、油品需求减少的趋势，我们正在研究能否通过石油加氢裂化，定向、高选择性地直接转化成所需的化学品，而不仅仅是油品；在新能源电池领域，我们也开发了很多新型材料。
介孔材料在新能源电池行业中有哪些优势？
赵东元：新能源电池的续航与安全性是行业痛点，硅材料作为负极具有极高的理论容量，但体积膨胀率大、循环稳定性差的问题长期难以解决。我们开发了有序介孔硅碳复合材料，利用介孔碳的结构优势，将硅材料嵌入介孔碳的孔道中，孔道能够为硅的膨胀提供缓冲空间，显著提升电池的稳定性和循环寿命。该项技术由上海炭元新材料科技有限公司（原山东复元新材料科技公司）推动产业化，已在江苏灌南实现百吨级生产，主要用于高端消费电子产品，如手机、无人机和机器人。我们团队里年轻的老师，比如晁栋梁还在用介孔材料开发水系锌电池，能够防止枝晶生长，增加能量效率。
水系锌电池和常见的锂钠电池有什么不同？
晁栋梁：锂离子电池能量密度高，但锂的活泼性导致其安全性不足，电动车起火事故频发，且低温性能差——在东北零下 30 度的环境中几乎无法使用，即使在上海，低温也会导致 30% 的能量损耗。我们的水系锌电池以锌为核心元素，绿色无毒，电解质为水溶液，体系本征安全，同时具备优异的低温性能，填补了锂离子电池在安全敏感场景的应用劣势。未来，水系电池与锂钠电池将是优势互补的格局：水系电池将聚焦数据中心、人口密集区、应急电源等高安全需求场景，除了具备安全、环保、低成本的本征优势，还拥有高功率、快充、耐低温等特色性能；锂钠电池则仍主导新能源汽车、高端消费电子产品等高能量密度需求场景。二者将携手并进，共同为我国能源转型发展提供坚实支撑。
吴淞材料实验室：新型研发平台的跨界实践
位于上海宝山的吴淞材料实验室，是赵东元牵头推动“研究+产业”的关键平台，是上海国家实验室“3+4”体系的重要组成部分和全市首个以材料为主攻方向的新型研发机构。在这里，赵东元团队为年轻人提供了介孔材料技术基座、核心研发资源与行业资源整合支持。
吴淞材料实验室孵化的第一个产业化项目，是上海复安绿能科技有限公司（下称复安绿能），创始人为复旦大学水系电池研究中心执行主任晁栋梁教授。吴淞材料实验室在这一过程中提供了“拎包入住”式平台支撑，一步步指导大学基础科研如何从实验室走向产业化。目前，复安已实现第一轮数千万元融资、关键材料的百公斤级制备以及电芯中试产线建设，正积极推动我国先进水系电池的产业化落地。
吴淞材料实验室目前主要的工作是什么？
赵东元：我们在这里已重点开展了两项工作：一是利用人工智能优化材料设计与工业放大流程：通过模拟计算提前筛选最优方案，大幅降低试错率；同时避免大规模实体试验的无效消耗，显著降低试错成本。实验室里的研究往往基于小器件、理想化场景，一旦放大到产线，一毫克的偏差就会造成巨大的原料与资金浪费，而 AI 的介入恰好解决了这一痛点；二是搭建水系电池材料的百公斤级中试生产线，以此实现实验室技术与规模化生产的直接衔接。
上海是国内电池产业资源高度集聚的城市之一，宁德时代、特斯拉等企业均在此布局生产基地。需求侧的旺盛需求持续驱动新研发，这正是我们的产业优势所在，也让我们有了更广阔的发展空间。实验室目前成功孵化了复安绿能公司，我们将为广东1GWh的水系电池产线供应电池上游材料，预计2026年上半年开始投产，后续将逐步实现从上游材料到下游电芯模组的规模化制造。
AI在你们的研发过程中发挥着怎样的作用？
晁栋梁：在电池研究中，AI 正为我们大幅优化材料筛选、电解液配方设计、电池寿命与容量预测、失效分析等核心环节，相关工作效率提升超千倍。同时，我们在科研过程中积累的多维度电化学数据，也为多孔材料大模型与多模态智能体的训练提供了关键数据支撑，反向推动 AI 在能源材料领域的功能迭代升级，形成“科研需求-AI优化-数据反哺”的双向赋能。
复安绿能的产品，在水系电池领域有着哪些独特优势？
晁栋梁：复安绿能，脱胎于复旦大学在安全绿色能源领域的开创性研究，应国家发展新一代安全电池技术的战略需求而生。公司矢志成为全球水系电池产业的领航者，以“本征安全”与“极致成本”为双翼，其核心目标与不懈追求，是打造具有全球最高能量密度的水系电池，为世界提供既绝对安全又经济高效的能量存储解决方案。
我们水系锌电池的核心优势源于材料技术的突破：通过高比表面积设计、2-50 纳米可控孔径调控，搭配精准的界面调控能力，既能有效抑制电解液中活性水引发的副反应，又能显著提升水系电解液中离子的电荷传输与物质传递效率。基于分子界面工程与介观结构设计，我们进一步通过表面修饰、孔道精准调控，实现了电池反应路径的功能化定制。这些技术设计，帮助产品攻克了传统水系电池材料导电性弱、金属枝晶易生成、界面反应不稳定、循环寿命短等行业痛点，最终实现了材料高反应活性与长循环稳定性的兼顾。2030 年前，我们计划将产品能量密度提升至 150-200 Wh/kg，同时拓展锰基、硫基多电子反应体系，并实现 46 系大圆柱、大方壳电芯的量产，逐步完善全场景产品矩阵。
复安绿能和阳江交通投资集团、华为和双登集团都有合作。能否介绍一下目前产业化的具体情况？对于当地的生产生活有哪些切实的改变？
晁栋梁：在风电储能领域，我们的产品将用于阳江空港新城建设，未来能够保障兆千瓦级风电稳定并网；在电源适配码头、城市抢险等场景，能够提升应急响应效率；在航运领域，我们率先提出打造“水上充电宝”的概念，助力绿色航运升级；在微型电动车领域，水系锌电池可显著提升出行安全与产品性价比。
这些应用不仅能增强能源供给的稳定性与应急保障能力，还能帮助企业用电降本增效，助力超千亿绿色能源产业集群建设；同时，应急救援队伍也可以配备更安全的电源装备，规避传统电池的燃爆风险；沿海地区也将借助这一技术实现绿色航运的产业升级。
在您的理想里，介孔这一领域发展到极致是什么状态？
赵东元：我的理想就是随心所欲的创造。将来我们或许能够用介孔材料去制造DNA和RNA。而且不再需要漫长的探索、试错过程，而是我想连接心脏，就能连接心脏；想把血管调节成什么样，就调节成什么样——那该多好？我平时会试着把有生命的多巴胺做成介孔结构。看到图谱，我总要欣赏半天才放手。再给我20年，我真的想去探索，不仅要把介孔材料连接到心脏，还要连接到人体的每一寸组织。
