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        “較勁”在前“堅(jiān)持”在后

        2016-11-04 08:29:50
        科學(xué)中國(guó)人 2016年9期
        關(guān)鍵詞:西北工業(yè)大學(xué)鋰離子電池

        專(zhuān)家簡(jiǎn)介:

        王建淦,西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院碩士生導(dǎo)師。2006獲山東大學(xué)學(xué)士學(xué)位,2009年獲北京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位,2013年獲清華大學(xué)博士學(xué)位,并于當(dāng)年特聘評(píng)為西北工業(yè)大學(xué)副教授。主要從事新型納米材料及能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換器件的研究。主持和參與過(guò)國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金、陜西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目。迄今為止,在Progress in Materials Science、ACS Nano、Nano Energy等國(guó)際權(quán)威或?qū)I(yè)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文超過(guò)35篇,總影響因子超過(guò)160。其中,SCI一區(qū)收錄22篇,ESI高被引論文4篇,h因子為15,擁有授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)。先后多次在國(guó)際會(huì)議上做特邀報(bào)告或分會(huì)主席,擔(dān)任多個(gè)國(guó)際期刊的通訊審稿人。

        近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源增長(zhǎng)已不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,能源短缺及由能源消費(fèi)所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題,使我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。發(fā)展清潔新能源,已是大勢(shì)所趨。在新的發(fā)展時(shí)期,我國(guó)政府也在不斷加大對(duì)清潔能源開(kāi)發(fā)的投資力度。正是在這種需求下,王建淦立志要用專(zhuān)業(yè)之所長(zhǎng),為我國(guó)的能源環(huán)境建設(shè)做出力所能及的貢獻(xiàn)。

        在綠色能源發(fā)展中,開(kāi)發(fā)安全高效的能源儲(chǔ)存材料至關(guān)重要。而炙手可熱的納米材料,就是其中一員。它不僅能用于鋰離子電池,用于超級(jí)電容器,還能用于制氫和儲(chǔ)氫,用于燃料電池。而王建淦所從事的正是新型納米材料及能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換器件方面的研究。一個(gè)“85后”,一個(gè)有點(diǎn)“較勁”的年輕人,一個(gè)剛過(guò)而立之年的青年科學(xué)家,在他的研究領(lǐng)域做出了哪些非凡成績(jī)?就讓記者帶你一起走進(jìn)本文的主人公——王建淦。

        圓夢(mèng)清華 成功“較勁”

        從山東大學(xué)本科畢業(yè)后,王建淦來(lái)到了到北京航空航天大學(xué)攻讀碩士。這期間,他在校長(zhǎng)徐惠彬教授課題組做TiNi形狀記憶合金功能材料研究,師從劉福順教授,并獲優(yōu)秀碩士論文和優(yōu)秀畢業(yè)生稱(chēng)號(hào)。碩士畢業(yè)的王建淦,當(dāng)時(shí)還沒(méi)有萌生做科研的念頭。2009年3月,他進(jìn)入西北有色金屬研究院從事形狀記憶合金相關(guān)研發(fā)與生產(chǎn)工作。但擅于思考的王建淦,為改善產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,在工作中利用有限條件去做研究,并在此期間發(fā)表了2篇SCI論文,這在公司同事看來(lái)幾乎是不可能的事,但王建淦做到了。

        在單位1年多的時(shí)間里,王建淦所做的成績(jī)有目共睹:扎根生產(chǎn)線摸索生產(chǎn)工藝,最終制定了一系列優(yōu)化工藝,升級(jí)了整條生產(chǎn)線,提高了生產(chǎn)效率;利用冶金理論專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析了合金冶煉過(guò)程中雜質(zhì)元素形成過(guò)程,通過(guò)改變?nèi)蹮捁に嚱档土撕辖鸬碾s質(zhì)碳和氧含量,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平,得到了客戶的廣泛認(rèn)可;針對(duì)特殊用途,開(kāi)發(fā)了系列新產(chǎn)品用于消防衣、電力自控等方面,擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。這些出色的工作得到了單位同事的一致好評(píng)。

        雖然只是一段短暫的工作經(jīng)歷,但對(duì)王建淦卻有著別樣的意義。因?yàn)樵谶@里,他將專(zhuān)業(yè)所學(xué)發(fā)揮得淋漓盡致。王建淦向記者這樣說(shuō)道:“這段工作經(jīng)歷不僅鍛煉了我的動(dòng)手能力,更激發(fā)了我的鉆研精神,讓我喜歡從枯燥無(wú)味的生產(chǎn)工作中發(fā)現(xiàn)科學(xué)原理,讓我明白了如何用科學(xué)理論去武裝生產(chǎn),讓我找到了自己熱愛(ài)的方向——做科研,將自己的人生目標(biāo)定位為科研,正是從這個(gè)時(shí)候開(kāi)始狠下決心要攻讀博士?!蓖踅ㄤ朴盅a(bǔ)充道,“現(xiàn)在回頭一想,在當(dāng)時(shí)做這樣的決定,必須有強(qiáng)大的信心和決心做支持才行。因?yàn)槿绻荚囀?,可能面臨重新找工作?!?/p>

        但喜歡“較勁”的王建淦,還是選擇了考博。而且,一定要考上最好的學(xué)校——清華大學(xué)。心意已決,只顧遠(yuǎn)航。一邊工作一邊復(fù)習(xí),僅用4個(gè)月的時(shí)間,王建淦最終在“9選1”的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,成為了名副其實(shí)的“清華才子”。

        在清華大學(xué)攻讀博士期間,王建淦師從康飛宇教授,主要從事MnO2基納米復(fù)合材料及其超級(jí)電容性能研究。這期間,他發(fā)表了11篇SCI學(xué)術(shù)論文,這對(duì)其他同學(xué)來(lái)說(shuō)只能是望塵莫及。除此之外,他還獲得了首屆國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、連續(xù)兩年獲得一等獎(jiǎng)學(xué)金;多次參加國(guó)際會(huì)議做口頭報(bào)告,成為康老師課題組第一位用3年時(shí)間獲得博士學(xué)位的學(xué)生,并獲優(yōu)秀博士論文。常言道,造就天才的不是天分,更多的是汗水。王建淦正是憑著自己的天分和勤奮,創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)驕人成績(jī)。

        當(dāng)然,這其中離不開(kāi)導(dǎo)師們的教誨和影響。談到自己的導(dǎo)師們,王建淦滿懷敬意。是老師教他可以把科研當(dāng)作一件輕松的事,學(xué)會(huì)減壓;是老師教他如何把一個(gè)工作系統(tǒng)地做下去;是老師教他怎樣把基礎(chǔ)和應(yīng)用更好的結(jié)合。王建淦說(shuō):“每一位導(dǎo)師,對(duì)我的影響都很大,我從他們身上學(xué)到了很多東西?!?/p>

        創(chuàng)新在前 成果在后

        或許是冥冥之中的緣分,2013年,王建淦為工作再次來(lái)到了到西北,來(lái)到了具有航空、航天、航?!叭健敝Q(chēng)的西北工業(yè)大學(xué)。博士剛畢業(yè),不到30歲的王建淦就被西北工業(yè)大學(xué)特聘為副教授,成為材料學(xué)院年輕的研究生導(dǎo)師。工作兩年多以來(lái),在專(zhuān)業(yè)上,他連續(xù)發(fā)表了4篇影響因子大于10的學(xué)術(shù)論文;在教學(xué)上,他分別獲西北工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀青年教師“吳亞軍”特等獎(jiǎng)和華秦獎(jiǎng)教金特等獎(jiǎng)。這期間,他主持了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,圍繞錳氧化物開(kāi)展了一系列研究。

        鋰離子電池具有高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn),是電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域的明星器件,然而,目前商業(yè)使用的鋰離子電池負(fù)極為石墨材料,其理論比容量只有372mAh/g,嚴(yán)重限制了鋰離子電池的發(fā)展。為了提高鋰離子電池的性能,開(kāi)發(fā)高比容量的負(fù)極材料迫在眉睫。

        王建淦向記者介紹道,過(guò)渡金屬氧化物是一種極具前景的負(fù)極材料,其中錳氧化物(MnOx)具有高比容量、成本低廉、儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn),但其極低的電子導(dǎo)電率和充放電過(guò)程造成的體積膨脹嚴(yán)重影響著電化學(xué)性能的發(fā)揮。不走尋常的路的王建淦,選擇從一種新型的制備策略出發(fā),最終取得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果:基于錳氧化物發(fā)展了新型柔性鋰離子電池其相關(guān)電極材料;發(fā)展了具有低成本、綠色環(huán)保、高功率密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命的全錳系鋰離子電池。

        該項(xiàng)目還發(fā)表了數(shù)十篇SCI學(xué)術(shù)論文,其中9篇為SCI一區(qū)文章,4篇影響因子超過(guò)10,申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)。項(xiàng)目大大推動(dòng)了新型鋰離子電池的發(fā)展,使其具有廣闊的應(yīng)用前景。任何成功背后都有汗水的澆筑。從項(xiàng)目初期翻閱大量文獻(xiàn),到不斷的反復(fù)試驗(yàn),再到靈感的捕捉,這其中的長(zhǎng)期“摸索”,恐怕只有王建淦自己最清楚。

        經(jīng)過(guò)兩年多的發(fā)展,目前,王建淦帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)漸進(jìn)穩(wěn)定,已擁有10名左右的學(xué)生。在團(tuán)隊(duì)建設(shè)上,他也有著自己的理念,“看文獻(xiàn)時(shí)思想自由奔放,做實(shí)驗(yàn)時(shí)謹(jǐn)慎小心;不做重復(fù)的事情,要有創(chuàng)新的思想和自己的idea?!痹谕踅ㄤ频膱F(tuán)隊(duì)中,每位學(xué)生都不會(huì)感到拘謹(jǐn),因?yàn)樗偸窍矚g與學(xué)生自由討論問(wèn)題。他不斷告誡自己的學(xué)生不要急于求成,“要善于從失敗中汲取經(jīng)驗(yàn),充分將基礎(chǔ)做扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)做精良?!?/p>

        選準(zhǔn)目標(biāo)和準(zhǔn)確定位,是王建淦的科研風(fēng)格。對(duì)于今后的計(jì)劃,他也有著明確的方向。隨著石墨烯的發(fā)現(xiàn),二維材料受到了國(guó)內(nèi)外廣泛的重視,成為了研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn),王建淦說(shuō)團(tuán)隊(duì)將致力于發(fā)展新型二維材料及其復(fù)合材料,并將這類(lèi)材料應(yīng)用于能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換器件,提高器件的綜合性能。柔性電子器件的興起,使發(fā)展相應(yīng)的高性能能量存儲(chǔ)器件成為了當(dāng)務(wù)之急,王建淦說(shuō)團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異電化學(xué)性能且具有高度拉伸或柔性特點(diǎn)的微型儲(chǔ)能器件。當(dāng)前的二次電池?zé)o法滿足高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命的要求,王建淦還將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)新型二次電池,比如高比能長(zhǎng)壽命的鋰硫電池或鋰空電池、物美價(jià)廉的鈉離子電池等。

        2015年8月,王建淦以大會(huì)執(zhí)行主席身份組織了一次大型國(guó)際會(huì)議“第13屆中日韓碳材料大會(huì)”。2016年3月,王建淦受邀在新加坡第2屆世界智能材料大會(huì)上作分會(huì)主席并做特邀報(bào)告。王建淦說(shuō):“我喜歡‘較勁這個(gè)詞,因?yàn)檩^勁的本質(zhì)是尋找解決問(wèn)題的方法。跟自己較勁,較勁就是堅(jiān)持,直至問(wèn)題的解決;跟別人較勁,較勁就是向優(yōu)秀的人學(xué)習(xí),但不甘人后?!彼沁@樣說(shuō)的,也是這樣做的。

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