电能高效高质转化全国重点实验室由湖南大学、合肥工业大学、湖南中科电气股份有限公司三方共建，面向国家“双碳”目标、高端工业制造、海洋安全的重大需求，聚焦电磁、电热、电声高效高质转化等方向，重点解决水下远程探测、高品质钢材生产与高端材料制备的国家急需，打造电能高效高质转化国家战略科技力量。

  把一朵鲜艳的玫瑰花放在几毫米厚的气凝胶上，点火炙烤气凝胶，玫瑰花不受影响，依旧保持鲜艳的盛开状态……气凝胶这种具有极佳隔热保温效果的材料看似不起眼，却在汽车发动机、动力电池隔热、航空航天、石油运输管道等领域发挥关键作用，对于保障国计民生意义重大。

  然而，生产气凝胶的核心装备曾经大量依赖进口，一度面临“卡脖子”。电能高效高质转化全国重点实验室主任罗安院士带队破局，联合企业麦格米特持续攻关，研发的相关核心设备在国内市场成“独一份”，依托核心设备生产的气凝胶年产值突破30亿元。

  如今，实验室联合企业研发的系列高频微波电热转化系统，已在气凝胶、石墨烯、密胺泡绵等高端材料的生产制备中得到普遍应用。

  气凝胶，被称作世界最轻的固体和“冻住的烟”。这种新材料看似“脆弱”其实坚固耐用，最高能承受1400℃的高温。但要将它固化制备出来非常考验技术水平。

  高频微波电热转化系统是气凝胶等高端材料制备的核心装备。“就像家用微波炉为食品加热一样，高频微波电热转化系统是大型的微波加热装备，利用工业微波穿透性强、速度快、均匀性好的特点加热，把材料迅速固化下来。”实验室副主任何志兴教授介绍。

  在气凝胶的制备过程中，需要微波功率稳定输出，如果微波功率不稳定，生产的材料有的固化得好、有的固化得差，品质就会大打折扣。这其中，作为高频微波电热转化系统的重要组成部分，电源在实现大功率高稳定微波发射方面是关键一环。

  麦格米特全球研发中心主任方旺林回忆，在麦格米特进入市场前，国内已有企业在生产气凝胶材料，但核心装备多为进口，而且用到的电源多为传统的变压器电源，效率比较低，故障率也比较高。

  “以前，制备材料时如果坏了一个电源，一批新材料就废了。我们与罗安院士团队合作，利用开关电源替代变压器电源，才把可靠性做起来，国内现在生产气凝胶的公司，固化段设备大多数都是咱们提供的。”对此，方旺林颇为自豪。

  作为罗安院士团队的核心成员，何志兴印象非常深刻的一个细节是，在研发超高频微波电热转化系统时，特种电源电压要达到2万伏。

  “以前从没有做过这么高电压的特种电源，刚开始心里是有点打鼓的。”何志兴说，后来在罗院士的指导下，把安全措施做好，严格按照规范化流程不断调试，尝试了多种方案，用了将近3年的时间才突破了2万伏高稳定电压的难题。

  随着技术的解决，新一代超高频微波电热转化系统进入验证阶段，即将量产投入到正常的使用中。届时，制备气凝胶等高端材料不但可以进一步提高品质，还能更加进一步降低成本，完全媲美国际先进水平。

  进入电能高效高质转化全国重点实验室，一楼大厅的两组标语格外醒目。右边“实事求是，敢为人先”的湖湘精神为人所熟知，左边的“装备改变品质，品质影响世界”又该如何理解？

  “这是我们的科研理念，罗老师一直跟我们强调，要把论文写在祖国大地上，要把科研成果形成装备去实际应用，解决实际问题，比如通过电能转换装备能生产出高品质特殊钢、超薄铜箔、高端材料，通过这一些应用就能改变世界。”何志兴告诉记者。

  遵循这些科研理念，罗安院士带领实验室团队瞄准国家重大战略需求和产业高质量发展需要，持续攻关取得了一批原创性引领性成果。

  电磁搅拌系统装备研发曾是我国电磁冶金领域的难题。罗安院士和团队经历了数百次方案论证与完善，首创了无齿槽电磁搅拌技术，研制出了世界最宽3.6米宽厚板坯电磁搅拌系统、我国首套30吨双通道电磁加热装备，使我国进入该领域的世界领先行列。

  近年来，团队又着眼于国家新的战略需求，重点攻关海洋水声探测、通信及海底供电核心技术与装备，研制的海岛特种电源装备已应用于南海、东海诸多岛屿……

  “我们未来的目标是在电磁转化领域继续领跑世界，在电热转化领域要达到整体国际先进。”展望未来，35岁的何志兴信心满满。

  “人才是创新的第一资源，实验室将培养更多高精尖人才，以及掌握坚实专业技能的创新型人才；同时与企业建立联合研发中心，通过研发技术和产品转化助推公司实现技术革新，从而助力湖南和长沙打造具有核心竞争力的科学技术创新高地。” ——何志兴