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“碳”究者杨全红:给锂电池来场大瘦身

2018-04-16 10:00 来源:科技日报 本报记者 孙玉松 通讯员 刘晓艳

  2018年3月,杨全红在实验室指导学生验证实验数据。

天津大学供图

  “科研有时很简单,并不像大家想象得那么高深。科学家要做的往往是从日常生活中发现真正的学术问题,‘捅破那层窗户纸’,从而打开一扇窗,望见更远的风景。”

  四月芳菲,校园里的海棠争相盛开,天津大学化工学院教授、国家杰出青年科学基金获得者杨全红的科研事业也如鲜花一样,迎来了绽放。

  最近,他的三篇论文在能源领域顶尖期刊《先进能源材料》上连续发表。而早在今年1月,他还首次提出“硫模板法”,使锂离子电池变小成为可能,该项成果在线发表在《自然—通讯》杂志上。

  “这才迈出了小小的一步。”4月12日,杨全红接受了科技日报记者的采访。谈起自己的研究成果,杨全红显得低调而务实。平实的背后,是这位“碳”究者20余年的执着与付出。

  投身储能领域,多项研究获国际认可

  干练是杨全红给人的第一印象。这位45岁教授的研究方向为碳纳米材料和新型电池材料。1994年从天津大学应用化学系本科毕业后,杨全红进入中科院山西煤炭化学研究所完成了硕博阶段的学习。也就是在读研期间,他开始接触到碳材料并为之痴迷。

  此后,从中科院金属研究所、法国科研中心、日本东北大学和英国南安普敦大学,直至2006年回到母校天津大学建立自己的研究小组,他从未离开过让他醉心的“碳”,几乎把全部的精力和热情都投入到了高体积能量密度储能器件和碳电极材料的设计上,并在石墨烯致密储能应用中取得了一系列关键性的技术突破。这些成果有望让手机、笔记本电脑等电子产品变得更轻、更薄。

  为获得体积更小、容量更高的储能器件,他的团队从策略、方法、材料、电极、器件等五个方面提出了高体积能量密度储能器件的设计原则,为碳纳米材料的实用化奠定了基础,有力推进了基于碳纳米材料新型电化学储能器件的实用化进程。而这些研究成果都陆续刊发在重要的国际学术刊物上,得到了产业界的认可。

  走“接地气”路线,在海报上画出成果

  “基础研究要能做出有用的成果,也要能讲出有趣的故事。”这是杨全红时常挂在嘴边的一句话。

  早在2015年,杨全红曾受邀在《人民日报》上发表了《梦想如何照进现实》的科普文章,介绍了石墨烯的应用前景和产业化之路。

  在杨全红看来,科研有时很简单,并不像大家想象得那么高深。科学家要做的往往是从日常生活中发现真正的学术问题,“捅破那层窗户纸”,从而打开一扇窗,望见更远的风景。

  “接地气”是杨全红科研工作的一大特色。在团队实验室的走廊里,挂着一幅幅杨全红亲手设计的展示海报,有两幅图尤为生动形象。

  其中一幅图中出现了玉米、爆米花和压缩饼干,从玉米到爆米花再到压缩饼干这个鲜活的变化过程,被杨全红用来比喻他的两项代表性成果:石墨烯低温负压解理技术和石墨烯水凝胶致密收缩技术。在另一幅图中,杨全红将导电剂导电模型的设计过程,画成了从一碗“疙瘩汤”到一碗“面片汤”。

  在杨全红看来,走“接地气”路线,不仅能让科研更有趣,也能让团队收获更多。

  成果出炉后,杨全红也变得更加忙碌。他被邀请去各地作报告,同时也将科研的“地气”传播给了更多人。

  对于未来,杨全红希望石墨烯研究能做碳材料“做不好”和“做不了”的事情,要从解决传统碳材料无法解决的应用瓶颈入手,寻找石墨烯的杀手锏级应用。

(责任编辑:王蔚)

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