5月28日，中国空间站内正在进行一场特殊的太空钥匙交接。神舟二十一号指令长张陆，代表神舟二十一号乘组，正式把中国空间站的管理权的象征“太空钥匙”，交给了神舟二十三号指令长朱杨柱手中。到这一天，张陆、武飞、张洪章三人组成的神舟二十一号乘组，完成了他们在轨7个月的全部科研任务。29日，他们乘坐神舟二十二号飞船，返回地球。

在这7个月时间里，神舟二十一号乘组每一天都在刷新着历史纪录。指令长张陆，更是凭借累计7次的出舱活动，成为了中国航天员中个人出舱次数最多的人。

而乘组中的那位85后博导、载荷专家张洪章，也在这7个月驻留时间内，完成了他在地球上一直都没搞明白的“电池寿命难题”。

是的，他带着自己的项目飞天，把地面上没搞成的实验项目，被他搬上了太空，并且还，干成了！

圈叔先带大家对张洪章做个简单的了解。

张洪章是一个从山东农村走出来的“学霸航天员”，2025年10月31日，也就是神舟二十一号飞船发射前一天，张洪章就凭借一段采访中的“航天员带理疗手艺上太空”一句话出圈，霸占了网络热搜。

张洪章1986年生人，老家在山东邹平市临池镇望京村。从小就学习优秀，属于那种典型的“别人家的孩子”，学啥啥行，是当地村里人口中的骄傲。

据当地老师回忆，张洪章上课专注，但下课属于超级爱玩，且不影响成绩。经常能考全年级第一。中学期间，参加了全国物理竞赛，还拿了第一名。2004年，张洪章考入了山东大学化学与化工学院。大学老师回忆他在校期间的成绩，也经常是满分。

一般满分会被人评价为“书呆子”，但张洪章绝对不是这样的人。他爱好很多，打篮球、踢足球，甚至迷上了太极拳，还喜欢朗诵，爱钻研中医。同学们评价他是：把优秀当成一种习惯。

2008年，张洪章考入了中国科学院大连化学物理研究所，硕博连读。而他的博士生导师，正是他在山东大学时候的校友，他们渐渐成了亦师亦友的关系，甚至到了后来，成为了同事。

博士毕业之后，张洪章留在了中国科学院大连化学物理研究所工作。他开始研究高比能量电池的研究。当时，行业内一般认为电池的“劲儿”大小，一般在100到300Wh/kg，所里给他的研究目标是800Wh/kg，结果张洪章直接研究到了1000Wh/kg以上。

这个目标有多难？市场上现有材料根本不够用，他就从材料合成开始，一步一个脚印自己做。高比能量电池需要24小时不间断测试，存在起火风险。他索性自己制作防火盒，内置摄像头连接到手机，就算晚上回到家，也能随时监控实验室的动静，一旦发现异常，立刻骑车赶回去。

就这样，这个看似不可能的目标，被他完成了。2018年，32岁的张洪章被破格提升为研究员、课题组组长。正当他在科研道路上一路高歌猛进时，一份特殊的机会出现了。国家启动第三批航天员选拔，范围首次扩大到科研院所和高校的科研人员。

他从全国约2500名候选人中脱颖而出，成为入选的4名载荷专家之一，也是继桂海潮之后，第二位“上天”的载荷专家。

但跨界没那么容易。刚参加航天员训练时，张洪章几乎每次跑步都是最后一名。离心机训练、转椅训练，每一项都在挑战他的身体极限。但他有自己的一套方法。他把自己练了多年的太极拳心得，用在了训练上。

比如离心机训练会给胸腹部造成强烈的挤压感，他用打太极的思维，很快掌握了如何更好地保护内脏。从刚入选时的不到75公斤、“身上没多少肌肉”，到后来体重69公斤但肌肉量大幅增加。

2025年10月31日，神舟二十一号发射升空。张洪章作为载荷专家，终于在太空开启属于自己的“实验室”。他的主要任务是“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”。

圈叔解释一下。锂离子电池，就是咱们手机、电动车、以及卫星和空间站里都在用的那种电池。但科学家一直有个没搞明白的问题：电池用久了为什么会“没劲儿”？为什么有的地方会析出像树枝一样的“锂枝晶”？

这些问题在地面上研究，最大的麻烦是地球有重力。重力会干扰电池内部电解液的流动和离子的分布。你很难分清：这个电池出问题，到底是因为它本身的设计，还是因为重力的影响？

而太空中的微重力环境，恰恰提供了一个“纯净”的实验场。在这里，重力几乎可以忽略不计，科学家终于可以单独观察电场、材料本身对电池性能的影响。

但微重力也给实验带来了新麻烦：电池里的液体行为跟地面完全不一样，可能会导致电池性能下降、安全风险增加。所以，这个实验的目的，就是在太空里直接观察和记录微重力对电池内部的影响，找到让电池更安全、寿命更长的方法。

这个实验，必须由具备专业背景的“载荷专家”亲自操作。张洪章，正好是这个领域最专业的人选。

在轨期间，张洪章开展了一系列精密操作：他利用空间站上的光学观测设备，全程拍摄了锂枝晶在微重力环境下生长的完整影像；他精细调节电化学实验装置，实时监控实验状态，识别和记录关键的科学现象。

你可能不知道，在地面上，重力会让锂枝晶的生长呈现某种“规律”；但在微重力下，它的生长方式可能完全不同。这些影像数据，对于设计下一代高比能、高安全的太空电池，具有突破性的意义。

中国科学院官方消息称：“本次锂离子电池上行实验的推进，有望突破重力场与电场耦合作用的认知瓶颈，推动电化学基础理论的进一步发展，为优化目前在轨电池系统、设计下一代高比能高安全太空电池提供依据。”

简单说，张洪章在太空里做的这几个月实验，可能会让未来的卫星、空间站，甚至月球基地的电池，变得更耐用、更安全。

除了锂离子电池实验，张洪章还参与了空间站里其他很多“接地气”的研究。

比如，乘组在轨期间，国内首次实现了小鼠的空间密闭在轨饲养。别小看这个“养小鼠”，这是为后续开展空间哺乳动物实验打基础的关键一步。以后要想在太空研究人类长期驻留的医学问题，小鼠是绕不开的“先遣兵”。

他们还在轨生成了低缺陷的硒化铟晶体。这种晶体材料，用来制备场效应晶体管原型器件，性能显著优于地面同类器件。这意味着，太空能造出地球上造不出来的材料。

在农业方面，首次实现了樱桃番茄和小麦在轨气雾培养，也就是说不用土，用气雾给植物根部输送营养。张洪章和他的队友们，在太空里当了回“农民”，亲手种出了番茄和小麦。

他们还成功实现了新型离子液体推进剂在轨点火，属于航天新技术领域的突破。

此外，张洪章还在太空里配合完成了多项航天医学实验，比如利用脑电采集设备进行在轨脑电测试，通过面部微活动识别来检测航天员的疲劳状态等等。

一个人，在7个月里，干了这么多事。这就是“载荷专家”的价值：他不是去太空“坐”着的，他是去“干活”的。

张洪章的“电池实验”数据，才刚刚开始分析。可以预见，未来几年甚至十几年里，我们国家设计的新一代航天电池里，都会有他这一次“太空出差”的贡献。

这个山东汉子，用7个月的太空坚守，交出了一份沉甸甸的答卷。