天津电台:周末人物:“新科”院士的“电池”

来源:未知

作者:admin

2020-03-21 22:11

  新能源电池在信息通讯、电动汽车、智能电网等领域有广泛应用,成为目前国际学术界研究的热点和重点。南开大学教授、化学学院院长二十多年磨一剑,在新能源电池领域达到了国际先进水平。在11月28号中国科学院公布的两年一度的院士增选结果中,凭借“电池”榜上有名,成为今年中国科学院化学部新晋院士中最年轻的一位。

  昨天,记者在在南开大学的化学实验室里,见到了正在和学生进行实验的院士,蓝色衬衫外穿白色实验服,身材适中,金丝边眼镜,精神利落。说起电池来,如数家珍。

  1967年出生的,小时候就对电池产生了兴趣。的老家在安徽省宿松县的一个农村,那时农村里用电还很难,家里的一支小手电筒引起了他浓厚的兴趣。一按按钮就能给黑夜中带来光明,是什么让它亮起来?这使得幼年的感到非常神奇。说:也正是这束光照亮了他的童年和未来的科研之路。

  【录音:那时没有电,现在看起来觉得手电筒是很简单的事情了,但是那个时候晚上到什么地方去或者找东西都很方便,那时我很小就很感兴趣,后来上了初中化学更感兴趣一些,无形中对电池有了更多的了解。】

  中学时一本《中学生数理化》让记住了杨石先、高振衡、何炳林、申泮文等大师的名字,而这些大师都出自南开化学,这让心生向往。1985年,如愿考入南开大学化学系。报考研究生时需要选择研究方向,选择了电池,他说:“那时电池研究不像现在,还是个冷门。我们一届学生中几乎没有人选择这个领域,但是自己却对它充满兴趣,觉得这个方向既能进行基础理论研究,又能和应用相结合,很值得去做。”此后的20多年里,对这一“冷门”充满兴趣,并投入了全部热情。

  硕士毕业后,选择留校工作。那时他暗下决心“教书育人和科研创新,将成为我一生的事业。”1996至1999年在澳大利亚伍伦贡大学材料系学习并获得博士学位;1999至2002年在日本工业技术院大阪工业技术研究所任研究员;2002年,在日本3年的工作合同到期,毅然决定回国,加入到南开大学化学学院,继续他的科研和教学事业。说:他们当年的同学中不乏“开豪车、住洋房”的“亿万富翁”,但他从未后悔过。

  【录音:那时候就以工资和津贴来讲那是国内的几十倍,但是那个不是属于你的,你挣的工资很高,出的成果很多,最后不是由你来享受,你是供献给那个民族或者国家的,科学无国界,但是科学家是有国籍的,你本身是在这边出生长大,我觉得我该回来了,就是这样的想法,学校也正好急需我们。】

  一步一个脚印,千淘万漉,在自己的“电池世界”中刻苦钻研,在回国转年就获得国家杰出青年科学基金,2005年入选“长江学者奖励计划”特聘教授。在科研道路上一路披荆斩棘,最难的一次就是2003年对二次电池能量密度最高的“金属空气电池”的研究。说:即使是现在这类电池研究的难度依然最大,当时在“金属空气电池”过程中,反复设计实验方案与环节,反复改进实验操作,可无论如何努力都做不出预想结果,正在怀疑时,英国团队发表了这个成果。

  【录音:(20)03年开始做,做了3年一直没有出结果,就想:这个问题在哪?是不是设计错了?开始就怀疑,06年英国一个团队报道了这个成果,应该是在“锂空气电池”里是个开创性的,人家抢到先了,因为科学里面讲究谁第一个发现的,这是最重要的。】

  说:“这篇论文完全印证了我们的实验思路,但当时,我们就是做不出来预想的结果。我们也不知道问题出在了哪里。”回忆起当时的心情,用“既不服气,又不甘心”来形容。在此后的艰辛探索中,和他的团队终于发现了问题所在,而导致问题出现的原因是与他们的艰辛探索极不相称的原来是“锂空气电池”实验过程中用到的惰性气体氩气保护的“手套箱”漏气导致实验原材料遇到氧与水的氧化失效,从而总是不能做出预想结果。

  【录音:后面我们就分析自己的问题,发现仪器出了问题,我们里面要充氩气保护,因为锂是非常活泼的,不能有氧,谁知道这地方漏气,如果我早一年想到了那我就抢先了,这就是个教训。】

  这样的阴错阳差,让错失在“锂空气电池”研究领域拔得头筹的良机,但并未因此气馁放弃,相反,他总是鼓励自己的团队,要善于发现问题,善于解决问题,“电池本身就需要多学科交叉,需要化学、能源、化工、材料、环境等多学科的支撑,这更需要研究人员掌握多学科知识和技能,才能寻找新能源电池领域的突破。”和团队在这个曾经“跌倒”过的领域继续攻关,最终在常温环境下合成了“尖晶石”,在国际上轰动一时,除了大家最熟悉的红宝石外,尖晶石最大的应用推广是用在锂电池上。

  【录音:在锂离子电池里有钴酸锂、尖晶石、橄榄石等材料,整个的尖晶石材料占到百分之二三十的份额,作用主要是保证性能的前提下降低成本,里面一个关键的元素是用到锰,锰的价格大概是几万一吨,像钴酸锂里面的一个元素的钴,它的价格是几十万一吨,用量是差不多的,由几十万到几万成本(节省)。】

  在此后的日子中,不断充电、积聚能量,并释放出越来越强大的“电流”:他带领团队,室温条件下研制出成本低廉、性能优良的“锌空气电池”;研发了高容量、高稳定性的金属氧化物电极材料;构建出“新型钠/镁-硫化物”电池打破了原先锂电池日韩等国家的技术垄断,让中国创的电池在国际上占有一席之位,深有感触的说:

  【录音:特别是在前些年,中国研发水平处于追赶状态中,国际上的垄断是很明显的,有的时候有些会他不让你参加,或者是有些敏感的部门你去他不会让你参观,但是随着中国整体全面的崛起,很多的科研方面都起来了,它想垄断也垄断不住了。现在锂离子电池应该做的最好的是中日韩,我们国家很多的企业也在外面设厂,同时在促进中国的研发的水平,因为以前最早都是要买,靠进口。】

  截至目前,已发表SCI收录论文290篇,他引21000次,单篇最高他引1130次,获授权发明专利16项。反复强调做科研就一定要“创新”,要做好失败的准备。

  【录音:不是说做新你就能成功,一种是这种“新”本身就是难点极大,根本做不成,还有就是的你条件或者是你的哪一步没有做好,最后还是没有达到彼岸,做基础研究一定要做原创、创新的东西,做应用开发就需要做很多改进和提升,一定要做得更好。】

  的办公室内挂着这样一副书法作品:“合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土;千里之行,始于足下。”这是做事的风格,也是他教育学生的名言任何事业都应从小事做起,并勤奋坚持。对此,他的学生王佳齐说:

  【录音:我们导师在科研上还有学习上还有生活上教导我们,他比较尊重每个人的兴趣,因材施教,我们以他为榜样,因为他非常的敬业,做科研平时经常周末他都会过来工作,就是老师这么努力了,我们也要以他为楷模学习。】

  说:“当选院士,要更加静心做好能源化学的科学研究和教书育人。”育人和科研,是20多年来始终未变的“初心”。

  【录音:当选院士这是一份崇高的荣誉,但实际上也是一份沉甸甸的责任,使命和责任体现在,第一个从基础研究来讲,科学家你还要去做学术前沿,第二个,就是国家的重大需求,实验室的成果一定要去和企业对接,而且跟社会紧密结合。】

  每天早出晚归泡在实验室里,假期被学术会议占满,别说是带女儿出游或是陪家人逛街,就是自己身上穿的衣服,也没有一件不是夫人买好洗好回国后只有一个除夕、春节没有在自己的实验室度过那一年他在日本学术访问。这几十年中,对电池的“陪伴”,远远多于家人。在的抽屉里珍藏着一张明信片,上面稚嫩字体写着:祝爸爸yue来yue好”这是的女儿6岁那年父亲节时送给他的礼物。提及女儿,这位“侠骨柔情”的院士也不禁摘下眼镜擦拭湿润的眼角,在他的办公桌上,还摆放着女儿幼年时的一张照片:头戴博士帽,身穿小博士服,笑容灿烂。摩挲着女儿的照片,说:愿历尽千帆,归来仍少年,自己的“电池人生”还在路上。(记者 田晓曦)

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