作为一名电动汽车车主，在感受它智能化零尾气等优势的同时，你是否也曾烦恼于它的电池续航能力，担忧它的电池安全性呢？这也正是铁算算盘4905香港材料科学与工程学院胡彦杰教授潜心研究解决的一个问题。
令人高兴的是，胡教授20年磨一剑专攻的“功能纳米材料的火焰燃烧合成及其产业化应用”项目，目前已经成功实现产业化。应用他们的研发工艺，生产出的二氧化钛功能纳米材料，可以作为锂离子电池正极材料的功能添加剂，有效改善锂电池的离子电导率和循环稳定性。为此，胡老师还给它起了个有趣的别名——“锂电味精”。
图：本项目生产的气相法纳米二氧化钛粉体
那么，这种“浴火而生”的气相法制备出的纳米材料究竟有什么神奇之处，其开发的核心技术难点又在哪里呢？
面对记者的疑问，研发人员娓娓道来。
最早的气相法纳米材料制备可以追溯到古代中国燃烧松枝制油墨上，“黄山松烟”，用现代科学的角度来看，就是典型的纳米碳材料。日常生活中，蜡烛燃烧产生的烟灰，煤气灶燃烧产生的锅底灰，都可以看成是气相法纳米材料。
不过，看似简单而日常的过程，要实现工业上的大规模制备，却是困难重重——超过1800摄氏度的反应温度，超过100米/秒的高速气体射流和毫秒级的反应时间，这些交互影响，对燃烧反应器的要求极其苛刻，用“差之毫厘，谬以千里”来形容，一点都不为过。所以，长期以来，燃烧反应器的核心技术一直掌握在赢创、卡博特、德山曹达等跨国化工巨头企业手中。
瞄准核心问题，胡彦杰教授团队经过反复实验验证，终于开发出完全自主知识产权的预混合多重高速射流燃烧反应器，为项目实施打下根基，此后，通过纳米二氧化硅、纳米二氧化钛等产品制备，项目研究不断开枝散叶。
“和传统的液相制备方法相比，气相法制备的纳米粉体具有颗粒小、纯度高、分散均匀等诸多优点，特别适合高分散性和高表面活性的高品质纳米粉体制备，并且，还可以通过调节火焰区域温度场和浓度场来控制纳米颗粒的形貌、结构，达到高产量和高性能的统一。”胡老师特别提到，通过微区限域反应，还能实现对复杂组分纳米粉体的“精准定制”。
多年研究让团队收获了丰硕的成果。
在基础研究领域，师从华理李春忠教授的胡彦杰老师，2001年开始从事这一领域研究，在反应器结构设计、纳米材料形貌控制和应用性能提升方面积累了丰富的经验。项目组建立了高温快速气相过程中纳米材料的结构控制策略，开发了多种拥有自主知识产权的火焰燃烧反应器，实现了连续生产工艺设备的技术集成，建成了百吨级气相法纳米粉体通用实验平台，目前拥有授权中国发明专利32项，主持制定纳米粉体材料企业标准3项，参与制定行业团体标准2项，在功能纳米材料的燃烧合成及其应用领域，形成了保护关键技术的核心专利群。
图：华龙新材料科技有限公司500吨气相法纳米二氧化钛生产线
在新能源材料领域，项目组采用华理专利作价入股实施成果转化，成立了“河南华龙新材料科技有限公司”，在国内率先建成投产了500吨/年气相法纳米二氧化钛工业化连续生产装置，产品在多个锂电正极材料头部企业实现规模化销售，在市场竞争中具有产品性能和供货产能的双重优势，实现了进口产品替代。
在先进催化材料领域，团队的研发成果也得到了广泛的应用。采用华理专利技术，苏州羿白环保科技有限公司开发出系列贵金属耦合催化剂，其在衡阳建滔实业有限公司的含氯有机废气治理中的工业化应用，已连续稳定运行至第三年。而在项目的中试名单上，合作的企业伙伴也在迅速积累：上海恩捷新材料科技有限公司，锂离子电池隔膜生产车间，二氯甲烷废气治理中试；湖南邦普循环科技有限公司，锂离子电池回收浸出车间，有机硫废气治理中试；宁德时代新能源科技股份有限公司，电芯注液车间，硅氧烷废气中试；合肥长鑫存储科技有限公司，芯片生产车间，异丙醇废气中试……
气相法纳米粉体的工业化之路，道阻且长，在研发团队的眼中，气相法纳米材料的产品树上，还有很多将要成熟的果实等待采摘。“核心技术研发，通用技术集成，我们一直在努力！“胡彦杰老师向记者简洁地勾勒了下一阶段团队的工作方向。
