人物访谈:余彦教授(中国科学技术大学)

yan余彦,中国科学技术大学材料科学与工程系教授,博士生导师2006年获得中国科学技术大学博士学位,2011年,入选中组部首批青年千人。先后在美国(Florida International University)和德国马普固体研究所(Max Planck Institute for Solid State Research)从事科学研究工作。主要研究方向为高性能锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池等关键电极材料的设计、合成及储能机制。目前在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Nano Lett., Energy Environ. Sci., 等国际著名期刊上发表论文100余篇,其中有10余篇入选ESI高引频论文,相关文章被Nature, Angew. Chem. Int. Ed., Materials Views China等作为Highlight和封面文章报道。现兼任英国皇家化学会旗下期刊RSC Advances副主编。

 

1.请您简单介绍一下您课题组的科研工作和发展情况?

我们课题组主要致力于研发新型高效的储能材料及器件,包括用于锂离子电池,钠离子电池,锂-硫电池以及锂-空气电池的一系列电极材料的研发,及其在高能量密度储能器件以及柔性储能器件中的应用。众所周知,电子产品的日益小型化,功能化、集成化,以及电动汽车的广泛的应用,人们对提供能源的二次电池提出了更高的要求。我们课题组通过对电极材料的微纳结构设计以及可控制备,明晰其构效关系,实现电池能量密度和功率密度的提升,并希望能在未来的新能源汽车等领域得到广泛的应用。

除此之外,轻薄化和柔性化是便携式电子产品的重要发展趋势,可折叠或可弯曲的便携式电子产品在不远的将来有可能极大地影响甚至改变人类的生活方式。储能器件是便携式电子产品的核心部件,能否开发出高性能柔性储能器件是柔性电子产品广泛应用的关键之一。因此,新型比容量高、倍率性能优、柔韧性佳的电极材料的开发极具迫切性。最近我们课题组也围绕新型柔性电池开展了一系列的研究,探索其反应的机理、界面反应过程、材料的结构、离子/电子传输过程,获得影响柔性电池性能的关键因素,为下一代柔性电池的研发提供新思路。

 

2. 您从事科研工作最大的动力来源是什么?

我从事科研工作最大的动力是强烈兴趣以及对未知世界的不断探索和漫漫追求。科研的道路是漫长的,任何成功都必须经过艰辛的努力才能获得, 在这个过程中没有强烈兴趣是很难做到不懈坚持的。我个人最喜欢张闻天先生名言:生活的理想就是为了理想的生活。同时也经常用这句话勉励自己和学生,我们需要通过自己不断的坚持和努力,实现自己心中理想的生活。

 

3. 您在选择研究生时更看重哪方面素质?对组内研究毕业生有怎样的要求?

我在选择研究生的时候比较看重的素质包括:对科研的兴趣和创造力,踏实专注,团队合作精神及良好的沟通能力。我组内的研究生没有硬性的毕业要求。我希望他们通过在我们课题组的几年学习和锻炼,能逐步培养创新能力,科研意识,严谨态度,并最终具备独立从事科研的能力。除此之外,我也注重培养学生的合作精神,在合作过程中碰撞出新的想法,拓宽学生的知识面,实现互相取长补短。

 

4. 您认为在科研道路上取得成功最重要的品格是什么?

汪国真先生诗中写道:既然选择了远方,便只顾风雨兼程。我们既然选择了科研作为工作,在这条漫漫科研路上,我们需要有淡定从容的心态,坚韧不拔的个性,不断求索的科研精神。

 

5.您对所在的研究应用有哪些展望?

锂离子电池具有电压高、能量密度大、充放电寿命长、无记忆效应、无污染、自放电率低、工作温度范围宽和安全可靠等优点,在民用和军用等领域都成为关键储能部件。近来,电动汽车的发展使得研发高能量密度和高功率密度的锂离子电池迫在眉睫。而电极材料是决定电池性能的关键因素之一。为了获得兼具高能量密度和高功率密度的锂离子电池,一方面我们要对现有的材料体系进行改性,实现其容量、循环性能以及倍率性能的提升;另一方面要加大研发力度,开发出新的高能量密度的电极材料体系替代现有的传统的电极材料。

目前,对于大规模储能而言,锂离子电池的价格居高不下,竞争优势不明显。研究人员对发展与锂离子电池具有相似电化学机理,但价格更为低廉的室温钠离子电池寄予了更高的期望。但Na+半径相比Li+大很多,Na+反复的嵌入/脱出极易导致多次循环后电极的结构塌陷,从而引起容量的衰减。因此,探索合适的钠离子电池的正、负极材料也是储能材料未来发展的方向之一。

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