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？这也正是华东理工大学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。
