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譚國強(qiáng)在UCLA校園留影
“漫漫人生路,兩三站。渺渺風(fēng)雨途,千萬阻!”從湖南大學(xué)、北京理工大學(xué)、美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室、美國加州大學(xué)洛杉磯分校,再回到北京理工大學(xué)任教,前后16年,譚國強(qiáng)走過了一段漫長的求學(xué)之路。回想起來,他調(diào)侃說:“游學(xué)半生身雖老,歸來仍是赤子心。”當(dāng)初與環(huán)境工程結(jié)緣,源于一顆熱切為環(huán)境保護(hù)做貢獻(xiàn)的心。環(huán)境是生存之本、發(fā)展之基,特別是對(duì)于中國而言,人口眾多、資源緊缺,環(huán)境治理是當(dāng)務(wù)之急。上大學(xué)前,譚國強(qiáng)希望將來所學(xué)能對(duì)國家的環(huán)保事業(yè)有所幫助,于是他選擇了環(huán)境工程專業(yè)。
本科在湖南大學(xué)4年,譚國強(qiáng)一方面勤奮認(rèn)真地學(xué)好專業(yè)技能,另一方面積極接觸不同領(lǐng)域的知識(shí)。在這段學(xué)習(xí)與成長的過程中,譚國強(qiáng)逐漸深化了對(duì)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的理解,他開始認(rèn)識(shí)到可持續(xù)性綠色發(fā)展技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的重要意義。譚國強(qiáng)認(rèn)為,要想真正實(shí)現(xiàn)投身環(huán)境保護(hù)的理想,學(xué)習(xí)開發(fā)新的綠色發(fā)展技術(shù)可能是助力環(huán)保事業(yè)事半功倍的一條捷徑。于是他在畢業(yè)階段開始思考新的研究方向,選擇考取北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院的研究生,雖然讀的還是環(huán)境工程,但是所修的具體研究方向轉(zhuǎn)向了綠色新能源技術(shù),這也是北京理工大學(xué)的特色專業(yè)研究方向。“中國工業(yè)發(fā)展最初的模式是先發(fā)展后治理,早期國家優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展,難以兼顧環(huán)境保護(hù)。”彼時(shí)譚國強(qiáng)認(rèn)為國家的發(fā)展戰(zhàn)略已開始強(qiáng)調(diào)重視綠色清潔和可再生能源,所以他決定調(diào)整學(xué)習(xí)方向,由傳統(tǒng)的環(huán)境污染治理轉(zhuǎn)向綠色能源與環(huán)境技術(shù)開發(fā)?!翱稍偕G色能源技術(shù),是立足于國家長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略高度的前沿研究方向,也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)完美兼容的一種高效途徑,這符合我對(duì)環(huán)境專業(yè)學(xué)習(xí)的理念?!弊T國強(qiáng)說。
碩博連讀期間,譚國強(qiáng)師從國家新能源材料科學(xué)家吳鋒教授學(xué)習(xí)綠色二次電池技術(shù)。譚國強(qiáng)才思敏捷且勤奮好學(xué),在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下,經(jīng)過四年的刻苦學(xué)習(xí)與鉆研,他于2011年開發(fā)出一種新型固態(tài)化鋰二次電池技術(shù),該電池技術(shù)的獨(dú)特之處在于它采用綠色離子凝膠固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)聚合物電解質(zhì),提高了電池的熱穩(wěn)定性和環(huán)境友好性,相關(guān)成果發(fā)表在材料與化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Advanced Materials。該固態(tài)化電池構(gòu)造新技術(shù),能有效提升鋰離子電池體系的能量密度與安全性能,并為全固態(tài)鋰電池技術(shù)的發(fā)展提供了有力的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。這在當(dāng)時(shí)是吳鋒教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表的第一篇影響因子超過10的頂級(jí)期刊學(xué)術(shù)論文。
2014年,譚國強(qiáng)前往美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)從事鋰電池技術(shù)的研發(fā)工作?!懊绹⒇晫?shí)驗(yàn)室是全球最尖端的科學(xué)研究中心之一,它匯聚了來自全世界頂級(jí)的科學(xué)家,實(shí)驗(yàn)室不招收學(xué)生,不授予學(xué)位,面向全球每年僅招聘極少數(shù)非常優(yōu)秀的博士后進(jìn)行高端科學(xué)研究或技術(shù)研發(fā)工作,崗位競(jìng)爭(zhēng)異常激烈?!毙疫\(yùn)的是,譚國強(qiáng)憑借自身過硬的專業(yè)技能與綜合實(shí)力,在導(dǎo)師吳鋒教授的推薦下成功進(jìn)入阿貢先進(jìn)電池技術(shù)研發(fā)部門?!皡卿h老師培養(yǎng)了我,推薦我去了全球最好的科研實(shí)驗(yàn)室,師從頂級(jí)能源材料科學(xué)家K.Amine博士和陸俊博士(合作導(dǎo)師)繼續(xù)學(xué)習(xí)新能源二次電池技術(shù)。”時(shí)至今日,譚國強(qiáng)依舊念念不忘恩師吳鋒院士的知遇之恩和慷慨幫助,也感恩阿貢兩位合作導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)與栽培。
2019年年初,譚國強(qiáng)結(jié)束了海外的工作學(xué)習(xí)之旅,回到祖國。他選擇母校北京理工大學(xué)作為回國發(fā)展的起點(diǎn),繼續(xù)在新能源綠色二次電池方面開展研究。電池系統(tǒng)作為新能源電動(dòng)設(shè)備發(fā)展的核心技術(shù),在新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用。吳鋒院士曾判斷,在保障安全性的前提下,高能量、高功率、長壽命、低成本、無污染的新型二次電池正在根據(jù)不同的用戶需求,形成產(chǎn)業(yè)鏈,走向市場(chǎng)。在這一巨大的市場(chǎng)需求下,開發(fā)出具有高比能量和高安全性能的新型綠色二次電池及相關(guān)技術(shù)就顯得尤為迫切。譚國強(qiáng)作為研究骨干,曾先后參與國家原“973”計(jì)劃、美國能源部E E R E和U C L ADynavolt中美國際合作等項(xiàng)目,擁有4年海外科研工作經(jīng)歷,對(duì)中美兩國國家新能源技術(shù)發(fā)展路線與政策和未來新型綠色二次電池關(guān)鍵材料與構(gòu)造技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向都有較為準(zhǔn)確的認(rèn)知和把握。譚國強(qiáng)回國后的目標(biāo)很明確,就是要充分發(fā)揮自身所學(xué),推動(dòng)新型綠色二次電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,特別是要努力推進(jìn)該類研發(fā)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向商品化應(yīng)用,為國家的綠色能源與環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
“我們最新的研發(fā)方向是將太陽能光-電轉(zhuǎn)換與電池電-化存儲(chǔ)技術(shù)結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)光-電-化三位一體的新型綠色能源技術(shù)。”譚國強(qiáng)解釋說,傳統(tǒng)太陽能電池是指通過光伏效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,光能轉(zhuǎn)化為電能,要么被直接利用,要么轉(zhuǎn)化為其他能量儲(chǔ)存起來。鋰電池則是利用鋰離子在電池正負(fù)極之間往復(fù)遷移來實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的電能存儲(chǔ)與利用裝置。以前的技術(shù),太陽能是太陽能,鋰電池是鋰電池,它們是兩個(gè)獨(dú)立的裝置,而現(xiàn)在譚國強(qiáng)要做光-電-化一體化裝置,使其將太陽能轉(zhuǎn)化為電能后直接存儲(chǔ)在化學(xué)電源中。該技術(shù)有望大幅度提高能量的利用效率,同時(shí)也能有效降低生產(chǎn)成本,可使電力的供應(yīng)更持久。舉例來說,只要有太陽光,新能源電動(dòng)汽車可以在任何工況下接收太陽能,通過光-電-化一體化設(shè)備轉(zhuǎn)換成電能,再通過電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)與利用,從而解決電動(dòng)汽車的充電和耗電問題。
“光電轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存是非常尖端的研究領(lǐng)域,主要考慮到未來的發(fā)展及需求?!弊T國強(qiáng)說,這里的需求,包括軍用和民用兩方面。軍用方面,在未來的機(jī)器人、無人機(jī)、飛行器等設(shè)備上,一旦能夠?qū)崿F(xiàn)長期接收光能并將其轉(zhuǎn)換成電存儲(chǔ)與利用,那么人工智能和航天航空領(lǐng)域?qū)l(fā)生前所未有的變化。民用方面,越來越方便攜帶的電子設(shè)備和新能源交通工具,一旦能達(dá)到超長待機(jī)和續(xù)航的要求,人們的生活也將變得更加便利。更為重要的是,這將會(huì)是新能源二次電池技術(shù)的又一革新,高效利用源源不斷的太陽能不僅能有效解決當(dāng)前的能源危機(jī),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,更是實(shí)現(xiàn)了清潔無污染的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。譚國強(qiáng)清楚意識(shí)到任何研究最終都是要落地的,要成功地實(shí)現(xiàn)成果的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化,綠色二次電池的大規(guī)模應(yīng)用是成果轉(zhuǎn)化的最好體現(xiàn),更能將軍用與民用的需求相結(jié)合,這也是北京理工大學(xué)科研工作的一個(gè)特色?!耙坏┏晒?,我們以后可能都不需要找充電器、找插座了?!弊T國強(qiáng)對(duì)未來的發(fā)展圖景感到振奮。在接下來的研究中,譚國強(qiáng)提出要做更多原創(chuàng)性的研究。在過去的20年里,中國的科學(xué)研究發(fā)展很快,取得了許多科研成果和成就。但是,在基礎(chǔ)理論研究和重大技術(shù)突破的原創(chuàng)性理論上,卻少有屬于自己的東西。因此,譚國強(qiáng)接下來的研究重點(diǎn)是研發(fā)出屬于中國自己的光-電-化三位一體的能源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)技術(shù)。
與導(dǎo)師K. Amine博士在Argonne合影
獨(dú)自,憑欄 斜陽,細(xì)影
春風(fēng),拂面 古木,連蔭
靜靜地 默默地
閉上雙眼 望向遠(yuǎn)方
呼吸著 思念著
異國風(fēng)韻 家國情懷
蝶飛,香露 忠義,孝悌
愛戀,芬芳 恪守,謹(jǐn)記
花開,流水 富貴,榮華
過往,云臺(tái) 處之,泰然
我自激揚(yáng),寫文字 我與這風(fēng),皆過客
燕鶯歌舞,慶盎然 三年期滿,報(bào)國懷
2015.04.28于芝加哥
談起在美國的4年,譚國強(qiáng)時(shí)刻不忘自己的初心與使命——學(xué)有所成,報(bào)效國家。在科研上,譚國強(qiáng)收獲頗豐。在美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室,譚國強(qiáng)跟隨導(dǎo)師Amine博士主攻新一代高比能鋰二次電池技術(shù),他在高比能鋰-硫電池和鋰-氧電池方面做出了一些具有突破性的研究成果。例如,由他主導(dǎo)研發(fā)的高比能鋰-硫電池用Li2S@graphene材料獲得美國能源部U.S.DOE Battery500 Seeding Award獎(jiǎng)勵(lì)資助,該電池技術(shù)已進(jìn)入中試生產(chǎn)階段。
在教學(xué)上,譚國強(qiáng)也學(xué)到了很多先進(jìn)的治學(xué)與教育思想。在阿貢實(shí)驗(yàn)室的三年,Amine博士嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科研態(tài)度深深地影響著譚國強(qiáng):實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象需要反復(fù)驗(yàn)證,獲得的數(shù)據(jù)需核驗(yàn),得出的結(jié)論一定要有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做支撐。只有這樣,最后的研究成果才能客觀、準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn),經(jīng)得起時(shí)間的檢驗(yàn)。此后,譚國強(qiáng)前往加州大學(xué)洛杉磯分校,在合作導(dǎo)師盧云峰教授的指導(dǎo)下開始了解美國高校的育人方式?!半x開阿貢后選擇去UCLA,我主要是想了解美國高校的教育模式,看看他們是如何教書育人的,這對(duì)我之后回國當(dāng)老師會(huì)有所啟發(fā)?!弊T國強(qiáng)說他所有的朋友都知道,他去美國就是“學(xué)習(xí)”,他從未想過要留在美國或是去別的地方發(fā)展,他是一定要回國的。在譚國強(qiáng)看來,高校和實(shí)驗(yàn)室是不一樣的,高校里最重要的是師生關(guān)系,老師的教育理念很重要,他要把美國更好的教育理念或者模式借鑒回來,用到中國的教育體系中。
回國一年多來,譚國強(qiáng)參與到研究生和博士生的教學(xué)和培養(yǎng)工作中去,他深切感受到了作為一名教師肩上的重任——從學(xué)生的成長、學(xué)術(shù)水平到動(dòng)手能力的提高,不一而足。
在教育中,譚國強(qiáng)最為重視兩點(diǎn)。首先重視學(xué)生在科研中的實(shí)事求是原則,他繼承了Amine博士嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科研態(tài)度:“Do what you say,say what you do(做你說過的,說你能做的)?!睂W(xué)生做了哪些工作,遇到了什么困難,最后得出了什么結(jié)果,譚國強(qiáng)都希望學(xué)生能如實(shí)地和他交流,于學(xué)生要關(guān)注其所遇難題,于自己當(dāng)以身作則,把求真務(wù)實(shí)的精神傳達(dá)給學(xué)生。
其次是重視學(xué)生專業(yè)知識(shí)的積累和沉淀?!安还軐W(xué)什么,都要一步一步走扎實(shí),打好基礎(chǔ)再去創(chuàng)新,不能急功近利?!弊T國強(qiáng)非常關(guān)注和學(xué)生之間的交流。他想及時(shí)了解學(xué)生的進(jìn)度,不懂的地方重點(diǎn)教導(dǎo),在充分了解學(xué)生進(jìn)度的基礎(chǔ)上,布置任務(wù),循序漸進(jìn)地推動(dòng)學(xué)生的成長。譚國強(qiáng)認(rèn)為基礎(chǔ)概念沒有弄明白就跑去做實(shí)驗(yàn),那么得出來的數(shù)據(jù)可能連自己都不能信服,結(jié)果如何能準(zhǔn)確呢?
一絲不茍、實(shí)事求是的科研和教學(xué)態(tài)度是譚國強(qiáng)常年專注學(xué)術(shù)研究留下來的習(xí)慣,而從明年開始,譚國強(qiáng)將接替老系主任成為能源與環(huán)境材料系的新任系主任?,F(xiàn)在的他一直在忙著提前熟悉系里的各項(xiàng)工作,在這個(gè)過程中他對(duì)自己身份和角色的轉(zhuǎn)換感觸頗多,因?yàn)樗枰嗟卣驹谌档慕嵌壬峡剂繂栴}。
適應(yīng)當(dāng)前的工作模式是譚國強(qiáng)目前面臨的最大挑戰(zhàn)。以前,他習(xí)慣于專注一事,花一天的時(shí)間寫文章整理資料也樂此不疲,但現(xiàn)在時(shí)間已被掰碎,長時(shí)間做一件事成了奢望。為了努力適應(yīng),譚國強(qiáng)說,下一步的工作重點(diǎn)是提高工作效率,學(xué)會(huì)分配工作,適應(yīng)新的工作模式。但是不管工作內(nèi)容如何變化,科研始終是譚國強(qiáng)工作的核心,也是他永不放棄的初心。
如今,譚國強(qiáng)在同事們的幫助下組建起自己的團(tuán)隊(duì)。雖然團(tuán)隊(duì)規(guī)模不大,但“麻雀雖小,五臟俱全”,大家各司其職,各盡所能,譚國強(qiáng)也在積極申請(qǐng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。關(guān)于未來的計(jì)劃,他說:“人不能只盯著大家都在做的事情,要跳出自己的舒適圈,積極探索新的事物?!痹谧T國強(qiáng)看來,這些新的事物就藏在國家的發(fā)展需求中,在祖國高速發(fā)展的列車上,哪怕只是做一顆小小的齒輪,也要以自身不懈的運(yùn)轉(zhuǎn)助推這列快車的前行。這是他曾經(jīng)遠(yuǎn)游、如今歸來始終如一的理想,也是他未來科研的一切動(dòng)力源頭。
“德以明理,學(xué)以精工”。北京理工大學(xué)的校訓(xùn)也是譚國強(qiáng)最喜歡的一句話。探索真理為信仰,精深學(xué)術(shù)為祖國,他正如一代又一代的北理工人,在理想的大地上澆灌科研的花朵。