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勇攀锂电核心技术科研高峰

——记清华大学化学工程系张强教授团队

发布时间:    来源:中国教育新闻网

  如何让锂电池单位质量储能更多、寿命更长、器件更安全,实现风能和太阳能大规模、高安全利用?清华大学化学工程系张强教授团队在锂键化学以及锂电池电极材料研究领域取得的重要突破,令国际同行瞩目。

  在“碳达峰、碳中和”战略背景下,我国清洁能源迎来了大发展时期,张强专注新能源材料领域,瞄准全球学术前沿,将个人的研究兴趣与国家需要紧密连接在一起,他感到“很幸福,时刻振奋”。

  将科研、育人与国家战略、国家需求紧密结合,是张强回国以来一直坚持做的事。

  2009年,张强从清华大学博士毕业后,先后在美国凯斯西储大学、德国马普协会弗里茨—哈伯研究所从事博士后研究。2011年,张强回清华大学任教。在国外的这几年,让张强坚定了从事新能源材料研究的决心。

  “锂电池的概念从欧美发轫,在日本得到了产业化,中国虽然起步晚但是发展快,尤其在储能领域,近年来中国一直走在国际前列。”张强说,在国外做研究的几年,不仅使自己摆脱了思维惯性,打开了国际视野,也结合国家发展需求确定了自己的研究方向。

  在张强看来,相较于欧美,我国能源结构长期处于多煤、贫油、少气的状况,再结合国际能源研究前沿,新能源必将是我国未来发展的重要方向。张强的坚持逐步得到了验证,随着“绿水青山就是金山银山”理念的深入人心,以及“碳达峰、碳中和”战略的实施,国家能源转型迫在眉睫。

  提前布局,做引领性的科学研究。张强带领团队着力开发能源材料领域内具有自主知识产权的前沿引领技术,在锂硫电池、金属锂方面形成了具有自主知识产权的核心技术专利群,并成功进行了科技成果转化——与内蒙古默锐能源材料有限公司合作,将低成本高安全高容量的储能器件大规模应用,实施绿电直接用于高能耗化工电解过程的示范研究。回国至今,张强团队发表了多篇广受关注的论文,也受邀担任了国际著名化学期刊《德国应用化学》首届顾问编辑。

  “引领性的科学研究,应着眼于国家未来10年甚至20年的发展。”张强说。

  除了国家能源转型发展的需要外,为国育才也是吸引张强回国的重要原因。

  “在国外的几年,我发现我们的学生数理化生等学科的基础是很扎实的,是可以做出引领性、原创性研究的,尤其是面对清华的‘学苗’,也想把自己学到的、悟到的和他们一起分享。”张强说。

  回国后,张强组建了一支本硕博科研团队,全过程融入“科教融合”教育理念,以科学研究平台为教育资源,引导学生在解决实际问题中提升能力。2021年,张强作为首席科学家主持国家重点研发计划专项,开展新能源汽车高比能电池研究。研究团队10余名本科生、10名研究生和10余名博士后直接参与项目。此外,团队还承担了一汽、宁德时代、华为、宝马、戴姆勒、瑞声等企业的合作研究项目,在服务国家、社会需求的同时,践行产教融合,实现育人目标。该研究团队涌现出8名清华大学特等奖学金获得者。

  除了科研外,张强还承担了本科生专业课及全校通识课的教学任务。

  在给“00后”本科生上专业课时,张强常会与学生开玩笑:“到2060年国家实现碳中和时你们多少岁?正好60岁,那么你们一辈子的使命,注定是与国家战略紧密相连的。”

  在课堂外,微沙龙、挑战杯、双创大赛、党课、党小组活动……每一个平台、每一次活动,张强都努力将价值塑造融入能力培养和知识传授中。

  2021年,习近平总书记考察清华大学时强调,教师要成为大先生,做学生为学、为事、为人的示范。要研究真问题,着眼世界学术前沿和国家重大需求,致力于解决实际问题。

  “回国后我一直在思考如何做一名好老师,如何传承理想信念,在践行初心的同时让优秀的学生更卓越。”张强说,如何激发学生的志向和兴趣是第一位的,教师要把科技如何支撑国家发展,身体力行地展示出来,这样才更有说服力和引导力。其次是培养学生的能力,让学生学会理解、沟通、交流、协作。最后是知识传授,让学生知其然更知其所以然。

  在张强看来,优秀的学生自学能力很强,但更重要的是找到方向,能够结合国家需求,找到自己的使命并不断提升能力实现使命。

  “国家现在对创新的支持力度很大,我希望更多的学生能够去研究真问题,去做原创工作、闯无人区,能够想国家之所想、做国家之急需,为我国科技自立自强作出贡献。”张强说。

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责任编辑: 施惠文


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