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中国技术市场报:不忘初心,永葆对科教事业的热诚——南开大学“新科”院士陈军的“电池”人生

来源: 中国技术市场报 2017年12月6日1版     发稿时间: 2017-12-06 00:44

  幼年的一支手电筒让陈军对电池发生兴趣,大学时作为学生党员带头学习“冷门”专业,如今凭借“电池”入选2017年中科院化学部院士,陈军戏称,他的生活就是一部“电池人生”,不仅因为电池研究占据了绝大部分时间,他本人更是如电池一般,不断学习积累、不断充电放电。

  自幼结缘 开启电池人生

  “电池研究有两个重点:一个是转化效率,一个是储存密度……”说起电池来,陈军如数家珍。

  陈军于1967年出生在安徽省宿松县,那时农村用电还很难,一支小手电筒引起了陈军浓厚的兴趣。一按按钮就能给黑夜中带来光明,是什么让它亮起来?这束光照亮了他的童年和未来的科研之路。

  中学时一本《中学生数理化》让陈军记住了杨石先、高振衡、何炳林、申泮文等大师的名字,而这些大师均出自南开化学,这让陈军心生向往。1985年,陈军如愿考入南开大学化学系学习化学。

  大学毕业报考研究生时需要选择研究方向,陈军选择了电池。“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,作为系里仅有的几名学生党员之一,我就带头学起了‘冷门’专业。”此后的20余年里,陈军对这一“冷门”充满兴趣,并投入了全部热情。陈军发现,“这个方向既能进行基础理论研究和应用紧密结合,很值得去做。”

  硕士毕业后,陈军选择留校工作。“教书育人和科研创新,将成为我一生的事业。”陈军说,这是就是他刚刚开启职业生涯时的“初心”。

  1996至2002年陈军曾出国深造,但无论在澳大利亚留学,还是在日本工作,他始终没有忘记自己的“初心”。哪怕是现在,陈军当年的同学中已不乏“开豪车、住洋房”的“亿万富翁”,陈军也从未后悔。

  勤奋坚持 不断充电放电

  2002年,陈军回国并受聘为南开大学特聘教授,他将这个决定视为自己独立开始科教事业的真正起点。

  实际上在新世纪之交,国内的科研条件已经有了很大改善,国家对科技创新也提到前所未有的高度,从国家层面设立了一系列支持学科发展、科教活动的人才项目。陈军一步一个脚印,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。

  当年埋藏在心中的种子已经破土萌发,梦想仿佛就在不远处闪光。可谁又知道,陈军的科研道路并不是一帆风顺,他经历了研究的“瓶颈期”,也有“求之不得,辗转反侧”的彻夜难眠。

  2003年,陈军将研究的目光投入到二次电池能量密度最高的“金属空气电池”的研究,但即使到今天,该类电池研究的难度依然最大。记得当时在“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。正在陈军怀疑自己的时候,2006年英国一个实验团队“抢了先”:该团队在“锂空气电池”研究方面率先取得突破并在国际顶尖杂志《美国化学会志》上发表了研究论文。

  “这篇论文完全印证了我们的实验思路,但当时就是做不出来预想的结果。我们也不知道问题出在了哪里。”陈军回忆起当时的心情,用“既不服气,又不甘心”来形容。

  在那之后,陈军和他的团队卯足了劲进行科研攻关,终于发现了问题所在: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。

  这样的阴错阳差,让陈军错失在“锂空气电池”研究领域拔得头筹的良机,但他并未气馁放弃。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。”

  此后,陈军不断充电、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”,美国两院院士Goodenough评价为“室温合成的纳米尖晶石展现出优异氧还原和氧析出催化性能”;他研发了高容量、高稳定性的金属氧化物电极材料,康内尔大学材料化学家Archer评价其材料“已成为下一代锂离子电池高能电极材料的研究范例”;他构建出“新型钠/镁-硫化物”电池,该领域专家Bando教授在认为“在低成本和稳定的钠离子电池应用中展现出光明的前景”……截至目前,陈军已发表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……

  “当选院士是新起点,一定要以老一辈科学家为榜样,更加静心做好能源化学的科学研究和教书育人。”陈军说,自己的“电池人生”还在路上,他将永葆自己的初心——对待科教事业一片热诚的赤子之心!

  本报记者 张熙 通讯员 马超

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