5月28日，中國空間站內正在進行一場特殊的太空鑰匙交接。神舟二十一號指令長張陸，代表神舟二十一號乘組，正式把中國空間站的管理權的象征“太空鑰匙”，交給了神舟二十三號指令長朱楊柱手中。到這一天，張陸、武飛、張洪章三人組成的神舟二十一號乘組，完成了他們在軌7個月的全部科研任務。29日，他們乘坐神舟二十二號飛船，返回地球。

在這7個月時間里，神舟二十一號乘組每一天都在刷新著歷史紀錄。指令長張陸，更是憑借累計7次的出艙活動，成為了中國航天員中個人出艙次數最多的人。

而乘組中的那位85后博導、載荷專家張洪章，也在這7個月駐留時間內，完成了他在地球上一直都沒搞明白的“電池壽命難題”。

是的，他帶著自己的項目飛天，把地面上沒搞成的實驗項目，被他搬上了太空，并且還，干成了！

圈叔先帶大家對張洪章做個簡單的了解。

張洪章是一個從山東農村走出來的“學霸航天員”，2025年10月31日，也就是神舟二十一號飛船發射前一天，張洪章就憑借一段采訪中的“航天員帶理療手藝上太空”一句話出圈，霸占了網絡熱搜。

張洪章1986年生人，老家在山東鄒平市臨池鎮望京村。從小就學習優秀，屬于那種典型的“別人家的孩子”，學啥啥行，是當地村里人口中的驕傲。

據當地老師回憶，張洪章上課專注，但下課屬于超級愛玩，且不影響成績。經常能考全年級第一。中學期間，參加了全國物理競賽，還拿了第一名。2004年，張洪章考入了山東大學化學與化工學院。大學老師回憶他在校期間的成績，也經常是滿分。

一般滿分會被人評價為“書呆子”，但張洪章絕對不是這樣的人。他愛好很多，打籃球、踢足球，甚至迷上了太極拳，還喜歡朗誦，愛鉆研中醫。同學們評價他是：把優秀當成一種習慣。

2008年，張洪章考入了中國科學院大連化學物理研究所，碩博連讀。而他的博士生導師，正是他在山東大學時候的校友，他們漸漸成了亦師亦友的關系，甚至到了后來，成為了同事。

博士畢業之后，張洪章留在了中國科學院大連化學物理研究所工作。他開始研究高比能量電池的研究。當時，行業內一般認為電池的“勁兒”大小，一般在100到300Wh/kg，所里給他的研究目標是800Wh/kg，結果張洪章直接研究到了1000Wh/kg以上。

這個目標有多難？市場上現有材料根本不夠用，他就從材料合成開始，一步一個腳印自己做。高比能量電池需要24小時不間斷測試，存在起火風險。他索性自己制作防火盒，內置攝像頭連接到手機，就算晚上回到家，也能隨時監控實驗室的動靜，一旦發現異常，立刻騎車趕回去。

就這樣，這個看似不可能的目標，被他完成了。2018年，32歲的張洪章被破格提升為研究員、課題組組長。正當他在科研道路上一路高歌猛進時，一份特殊的機會出現了。國家啟動第三批航天員選拔，范圍首次擴大到科研院所和高校的科研人員。

他從全國約2500名候選人中脫穎而出，成為入選的4名載荷專家之一，也是繼桂海潮之后，第二位“上天”的載荷專家。

但跨界沒那么容易。剛參加航天員訓練時，張洪章幾乎每次跑步都是最后一名。離心機訓練、轉椅訓練，每一項都在挑戰他的身體極限。但他有自己的一套方法。他把自己練了多年的太極拳心得，用在了訓練上。

比如離心機訓練會給胸腹部造成強烈的擠壓感，他用打太極的思維，很快掌握了如何更好地保護內臟。從剛入選時的不到75公斤、“身上沒多少肌肉”，到后來體重69公斤但肌肉量大幅增加。

2025年10月31日，神舟二十一號發射升空。張洪章作為載荷專家，終于在太空開啟屬于自己的“實驗室”。他的主要任務是“面向空間應用的鋰離子電池電化學光學原位研究”。

圈叔解釋一下。鋰離子電池，就是咱們手機、電動車、以及衛星和空間站里都在用的那種電池。但科學家一直有個沒搞明白的問題：電池用久了為什么會“沒勁兒”？為什么有的地方會析出像樹枝一樣的“鋰枝晶”？

這些問題在地面上研究，最大的麻煩是地球有重力。重力會干擾電池內部電解液的流動和離子的分布。你很難分清：這個電池出問題，到底是因為它本身的設計，還是因為重力的影響？

而太空中的微重力環境，恰恰提供了一個“純凈”的實驗場。在這里，重力幾乎可以忽略不計，科學家終于可以單獨觀察電場、材料本身對電池性能的影響。

但微重力也給實驗帶來了新麻煩：電池里的液體行為跟地面完全不一樣，可能會導致電池性能下降、安全風險增加。所以，這個實驗的目的，就是在太空里直接觀察和記錄微重力對電池內部的影響，找到讓電池更安全、壽命更長的方法。

這個實驗，必須由具備專業背景的“載荷專家”親自操作。張洪章，正好是這個領域最專業的人選。

在軌期間，張洪章開展了一系列精密操作：他利用空間站上的光學觀測設備，全程拍攝了鋰枝晶在微重力環境下生長的完整影像；他精細調節電化學實驗裝置，實時監控實驗狀態，識別和記錄關鍵的科學現象。

你可能不知道，在地面上，重力會讓鋰枝晶的生長呈現某種“規律”；但在微重力下，它的生長方式可能完全不同。這些影像數據，對于設計下一代高比能、高安全的太空電池，具有突破性的意義。

中國科學院官方消息稱：“本次鋰離子電池上行實驗的推進，有望突破重力場與電場耦合作用的認知瓶頸，推動電化學基礎理論的進一步發展，為優化目前在軌電池系統、設計下一代高比能高安全太空電池提供依據。”

簡單說，張洪章在太空里做的這幾個月實驗，可能會讓未來的衛星、空間站，甚至月球基地的電池，變得更耐用、更安全。

除了鋰離子電池實驗，張洪章還參與了空間站里其他很多“接地氣”的研究。

比如，乘組在軌期間，國內首次實現了小鼠的空間密閉在軌飼養。別小看這個“養小鼠”，這是為后續開展空間哺乳動物實驗打基礎的關鍵一步。以后要想在太空研究人類長期駐留的醫學問題，小鼠是繞不開的“先遣兵”。

他們還在軌生成了低缺陷的硒化銦晶體。這種晶體材料，用來制備場效應晶體管原型器件，性能顯著優于地面同類器件。這意味著，太空能造出地球上造不出來的材料。

在農業方面，首次實現了櫻桃番茄和小麥在軌氣霧培養，也就是說不用土，用氣霧給植物根部輸送營養。張洪章和他的隊友們，在太空里當了回“農民”，親手種出了番茄和小麥。

他們還成功實現了新型離子液體推進劑在軌點火，屬于航天新技術領域的突破。

此外，張洪章還在太空里配合完成了多項航天醫學實驗，比如利用腦電采集設備進行在軌腦電測試，通過面部微活動識別來檢測航天員的疲勞狀態等等。

一個人，在7個月里，干了這么多事。這就是“載荷專家”的價值：他不是去太空“坐”著的，他是去“干活”的。

張洪章的“電池實驗”數據，才剛剛開始分析。可以預見，未來幾年甚至十幾年里，我們國家設計的新一代航天電池里，都會有他這一次“太空出差”的貢獻。

這個山東漢子，用7個月的太空堅守，交出了一份沉甸甸的答卷。