勇闯储能材料“无人区”：曾运雄博士与生物质碳材料的百亿级产业化跃迁

当前，我国新型储能产业正进入规模化落地、高质量发展的关键攻坚期。作为支撑 “双碳” 战略实施、构建新型电力系统、保障国家能源安全的核心底座，储能产业的竞争逻辑已然发生根本性转变。行业竞争重心，已从设备组装、系统集成的表层规模比拼，全面下沉至核心基础材料自主可控的底层技术博弈。

 

伴随储能产业高速扩容，高端储能碳材料供给短板持续凸显。长期以来，钠离子电池硬炭负极、全钒液流电池专用电极等战略材料，高度依赖椰壳炭、石油沥青、合成树脂等进口前驱体。原料供给受限、价格波动剧烈、批次一致性差、国产化替代滞后等结构性难题，长期制约我国储能产业链安全、成本下行与规模化扩容。

立足我国储量丰富、可再生性强的农林生物质资源与存量工业固废禀赋，深耕新材料基础科研与产业转化多年，曾运雄博士带领科研团队锚定高水平科技自立自强与绿色低碳转型战略，勇闯生物质储能材料产业化 “无人区”，创新构建竹基硬炭负极、改性多孔炭电极、固废全组分梯级利用三位一体技术产业体系。以基础科研攻坚破解行业 “卡脖子” 瓶颈，以工程化落地激活乡土资源价值，探索形成一条资源绿色化、技术国产化、产业百亿级、发展可持续的新质生产力落地样板路径。

“科研的价值，不在于实验室的论文成果，而在于落地产业、赋能实体、服务国家战略。” 这是曾运雄博士长期坚守的科研初心。多年深耕久久为功，他带领团队跳出传统材料研发的固有范式，打通 “基础机理研究 — 核心工艺迭代 — 中试验证放大 — 产业园规模落地” 全创新链条，让漫山乡土竹木、闲置工业固废，成功转型为支撑新型能源体系建设的国家级战略新材料。

直击钠电技术痛点：底层重构竹基硬炭微孔骨架

钠离子电池凭借资源储量充沛、成本可控、安全性高、适配场景广泛等突出优势，已成为新型储能、低速交通、基站备电等领域的主力技术路线，是破解锂电资源约束、完善国家储能产业矩阵的关键支撑。

由于钠离子半径更大、迁移动力学阻力更高，负极材料的微孔结构、碳骨架稳定性、活性位点分布直接决定电池容量、倍率性能与循环寿命。硬炭是当前产业化适配性最优的钠电负极材料，但传统热解工艺粗放、前驱体单一，普遍存在闭孔率不足、容量发挥不稳、首效偏低、批次一致性弱等行业共性短板，高端量产技术长期被海外技术体系垄断。

针对行业多年技术桎梏，曾运雄博士团队依托交叉学科优势，创新研发可控预氧化交联 + 金属盐催化热解双核心工艺，从分子层面彻底重构竹基硬炭微观结构，实现材料性能系统性跃升。

在预氧化交联阶段，团队精准调控竹材纤维素、半纤维素、木质素的热解交联机制，在低温阶段提前构筑高度稳定的碳前驱体骨架，相当于为微观材料体系搭建 “分子级钢筋结构”，有效规避高温碳化过程中微孔坍塌、结构无序收缩的行业难题，精准塑造适配钠离子高效存储的可控闭孔体系，大幅提升低压平台容量利用率与首次库仑效率。

在催化热解阶段，通过精准锚定过渡金属单原子活性位点，优化碳基体电子结构，有效降低钠离子扩散势垒，构建高速离子传输通道，显著提升材料快充适配能力与循环稳定性。

经多轮中试验证与工艺迭代，团队自研竹基硬炭可逆容量稳定突破 330mAh/g，最优样品达 354mAh/g;在3.0A/g超大电流密度工况下，仍可保持238mAh/g的优异倍率性能，高低温适应性、循环耐久性、批次稳定性均达到国内先进水平。

多位业内权威专家评价认为，该技术体系彻底打破传统生物质硬炭的工艺桎梏，完全摆脱对进口前驱体原料的依赖，依托本土可再生竹资源实现高端硬炭完全国产化替代。其精简高效的一步法生产工艺，大幅降低量产能耗与设备门槛，良率、一致性、工程化适配性行业领先，标志着我国在生物质基钠电负极领域成功挺进国际技术无人区，实现从 “跟跑” 向 “并跑、领跑” 的跨越式突破，完全具备万吨级规模化落地条件，为我国钠电产业链、供应链自主可控筑牢坚实根基。

深耕固废循环利用：缺陷工程拓宽长时储能降本蓝海

短时储能看硬炭突破，长时储能靠电极升级。在风光大基地配套储能、电网调峰、工业园区长时备电等核心场景中，全钒液流电池凭借极致安全、超长循环寿命、容量独立扩容的独特优势，成为我国长时储能体系的核心支撑技术。

长期以来，液流电池产业规模化普及受制于电极材料性能瓶颈：传统碳毡电极亲水性弱、电催化活性低、电荷转移阻抗高，直接造成电堆功率密度偏低、系统综合成本居高不下，成为制约长时储能大规模落地的关键卡点。

紧扣国家大宗固废综合利用、绿色低碳循环发展战略，曾运雄博士团队另辟蹊径，将研发重心聚焦于高灰分竹料、竹节、竹黄及煤矸石等低值农林废料与工业固废，创新建立酸深度脱杂预处理 + 等离子体多杂原子掺杂复合改性技术体系，实现低值固废向高端储能电极材料的颠覆性价值升级。

酸深度脱杂工艺可高效剔除原料中金属灰分、惰性杂质与可溶性有害物质，彻底消除杂质离子对电极电化学反应的抑制干扰;等离子体高能改性技术通过粒子精准轰击，重构碳材料表面微观形貌，构建多级连通孔隙结构，同步完成氧、氮杂原子精准掺杂，大幅提升材料亲水性与电化学活性位点密度，全面优化钒离子氧化还原反应动力学性能。

工艺迭代升级后，生物质改性多孔炭电极最大功率密度可达 1064.6mW・cm²，在千次长循环测试中保持极低阻抗衰减，结构稳定性、耐候性与电化学耐久性完全满足工业化高标准应用要求。

该创新路径兼具硬核科技价值、百亿级产业价值与国家级生态价值：以固废替代高端化工原料，大幅压降电极生产成本;以自主可控技术突破长时储能核心材料瓶颈，助力液流电池系统全面降本增效;以资源化处置模式化解农林废料闲置、煤矸石堆存污染难题，实现新能源产业升级与固废绿色治理的深度耦合。

创新全链梯级利用：智能生产重塑百亿级绿色产业范式

科技创新的终极落脚点，是实体经济赋能与区域产业升级。单一材料技术突破仅能实现单点突围，全链条、全组分、全流程的体系创新，方能支撑百亿级产业持续扩容与长期稳健发展。

针对传统生物质材料产业 “原料挑剔、产能浪费、成本偏高、抗风险能力弱” 的行业短板，曾运雄博士创新构建基于工业在线智能分析的全组分梯级利用体系，彻底颠覆粗放式、同质化的传统加工模式，以新质生产力理念重构国内生物质碳材料产业发展新范式。

整套智能产业体系依托在线检测、AI 分拣、柔性调控技术，根据竹材、固废的灰分、挥发分、固定碳等核心指标，实现原料精准分级、产品科学分流、资源吃干榨净、价值极致释放：

优质低灰竹材，定向用于高端钠电硬炭负极生产，主攻高附加值新能源赛道;

高灰分残次竹料、竹副产品及合规配比煤矸石固废，全部导入多孔炭改性产线，规模化生产液流电池电极、高端环保吸附功能碳材料;

生产过程产生的热解尾气、活化残渣、工艺滤液全部回收循环利用，反哺产线热能供给与副产物开发，实现近零排放、近零浪费。

该模式可复制、可落地、可规模化，不仅为东部沿海新材料产业转型升级提供核心技术引擎，更为湖南、江西、福建、广东等南方竹资源富集区县，提供了 “以竹代塑、以竹代煤、变废为宝” 的县域经济破局新方案。一个万吨级生物质碳材料产业园落地，可直接撬动上下游数十亿级配套产值，有效带动就业、税收与产业链集聚，真正实现绿水青山向金山银山的工业化、产业化、规模化价值转化。

坚守科创报国初心：扎根产业一线践行双碳时代使命

科技立则民族立，科技强则国家强。在我国新材料国产化攻坚、储能产业高质量发展、双碳战略纵深推进的关键阶段，曾运雄博士始终坚守科研报国初心，坚持 “不唯论文、唯实产业” 的务实科研导向，深耕技术攻坚一线、扎根产业落地一线。

年过五旬，他始终保持与时俱进、迭代精进的创新姿态，深耕实验室突破微观机理瓶颈，扎根产业园打磨量产工艺，以长期主义深耕生物质新能源材料 “无人区”。凭借一次次工艺迭代、一项项硬核突破、一套套闭环产业体系，持续攻克储能材料领域国产化替代难题。

从微观分子机理的基础科研攻坚，到万吨级智能产业园的宏观产业布局;从单一材料性能突破，到固废全组分绿色生态体系构建;从破解行业技术壁垒，到赋能区域实体经济升级。曾运雄博士团队的创新实践，生动诠释了新时代科研工作者把论文写在祖国大地上、把成果落在实体经济中的使命担当。

以竹为基、以碳为核、以技破局、以产赋能。立足新发展阶段，曾运雄博士持续深耕生物质储能材料黄金赛道，以硬核科技创新助力高水平科技自立自强，以绿色产业范式创新赋能双碳战略落地，为我国新型储能产业高质量发展、能源体系绿色低碳转型，持续注入源源不断的本土 “碳” 动力。