王鹏,化学与化工学院2019级博士研究生,师从熊胜林教授。研究方向为锂-硫电池高性能催化材料的设计及机理研究。通过以活性位点优化为导向的催化材料体系设计,实现锂-硫催化化学的分子水平认知和高性能锂-硫电池体系的构筑。迄今为止以第一作者身份在Angew. Chem.等高水平期刊发表论文8篇,其中高被引论文2篇,一作论文累计影响因子超过130。申请专利1项,承担山东大学2022年“新安杯”双创基金。在中国化学会年会等学术会议上作报告3次。曾获山东大学校长奖、学术之星奖、国家奖学金、优秀研究生标兵等荣誉。
同大多科研工作者一样,谈到专业,王鹏最看重的就是自己的研究兴趣,从中学与化学的初识到读博期间的深入研究,兴趣一直是王鹏最好的老师:“我在高中时期就笃定了学习化学的目标,大学期间又对无机化学产生了浓厚的兴趣。”研究生阶段,王鹏开启了自己运用无机化学工具来解决锂离子电池材料问题的研究之路。一路走来,王鹏始终躬耕在自己热爱的这片领域,来到山大师从熊胜林教授继续攻读博士学位。对锂离子电池研究的热忱,即是王鹏始终坚守方向、矢志不渝,不断为梦想添砖加瓦的不竭动力。
梦想与时代同频共振
锂-硫电池高性能催化材料的设计及机理是王鹏目前主攻的研究领域,该研究主要是以活性位点优化为导向,进而开发一系列新型的催化材料体系以实现锂-硫电池催化化学的分子水平认知和高性能锂-硫电池体系的构筑。王鹏介绍说:“我所研究的锂-硫电池是最具潜力的下一代高能量密度电池体系,它非常有希望代替传统的锂离子电池,解决现阶段锂离子电池在能量密度、成本和安全性方面的问题。”
然而,锂-硫电池自身也存在一定的问题,即多硫化锂迁移导致的穿梭效应以及缓慢的硫转化反应动力学。为此,研究人员通过催化材料的引入来限制多硫化锂的迁移,同时加速它的转化,这可以从根本上来抑制穿梭效应。这其中的关键科学问题,或者说是当前的研究难点,就在于如何实现催化材料活性位点的优化。为解决这一关键难题,王鹏倾注了丰富的思考和实践,对高性能锂-硫电池催化材料的设计及其促进锂-硫电池性能的提升机理进行了深入的研究。王鹏开展了以活性位点的优化为导向的催化材料设计,遵循活性位点增加、配位环境优化、活性位点自清洁三种策略,通过反复的尝试与探索,最终获得了一系列高性能的催化材料体系,提升了锂-硫电池的循环稳定性,揭示了催化材料活性位点微结构与锂-硫催化动力学之间的构-效关系。
锂离子电池以其特有的性能优势在移动设备、新能源汽车、航空航天和储能电站等领域得到了广泛应用。党的二十大报告再度提出要“加快节能降碳先进技术研发和推广应用”。党和国家政策方针的指引与能源体系的不断变革,为新能源行业带来了新的机遇与挑战,王鹏也感受到了自身的责任与使命:“新能源汽车、消费电池、储能电站的需求都在持续增长,锂电池凭借它自身的高能量密度、长寿命、高性价比以及污染少的特点,必将会迎来一场持续的发展热潮。”
这种使命感在王鹏的心中埋下了一颗关于梦想的种子,这颗种子生根发芽,鼓舞着他规划自己的科研之路:“我会继续以国家和社会的需求为导向,以研究领域的关键科学问题为切入点。希望通过不断地探索和创新,为能源的安全、清洁、高效和可持续发展贡献自己的一份力量。”
做科研要学做五大“家”
在平时的实验过程中,王鹏对前期准备工作十分重视,每个项目的筹备都要亲力亲为,务求万事俱备。从文献资料的检索与分析,到小组内的可行性讨论,王鹏都会认真负责地参与。他还会借助各种手段对材料的性能进行预测,进而制定几套最可行的实验方案,以保证实验的高效。开始实验之前,王鹏会对所有即将用到的仪器和药品进行记录和检查,以免影响实验进度:“虽然前期的准备可能会花费大量的时间,但是这样的准备能够使我在后期的实验阶段少走很多弯路。”
对于王鹏来说,科研工作带给他的感受是多样的。为数据而通宵测试的辛苦、收获实验成果的喜悦、面对失败挫折的失落……不同的情绪体验构成了王鹏这些年科研工作的感受。但是,对于科研,王鹏更拥有属于自己的信心与期许:“科研是有价值和值得去回忆的。等将来我们回忆过往,一定会感谢今天为了科研而奋斗的自己。”
聊起学术研究的经验,王鹏着重强调了选择研究方向的重要性。在选择方向前,一定要学会凝练重要的科学问题,以此确保研究方向是有价值的,“研究方向要和国家社会的需求密切相关,这样往往会让相关成果的发表事半功倍”。聚焦于国家社会需求的科研工作,同样需要较为丰富的知识储备作为基础。如今的科学研究往往都具有跨学科和跨专业的特点,在这样的大背景下,广泛大量地阅读不同专业领域的文献,了解不同专业的研究方式就显得极为重要。
对博士入学时晶体所刘宏老师的一段话,王鹏印象深刻:“要想成为一名出色的科研工作者,需要成为五大家:科学家、作家、画家、演说家、社交家。”王鹏循着老师的点拨,努力提升自己的综合素养:拓宽科学家式的知识面和嗅觉、锻炼作家的写作技巧、提升画家的作图能力、培养演说家的表达勇气和能力、研究社交家谈吐自如的学问,等等。通过三年的学习积累和刻苦锻炼,王鹏的英文论文写作水平和论文配图的作图水平都有了显著的提升与进步,获得了导师和行业内专家的好评。
爱健康 爱评书 爱生活
王鹏对跑步的喜爱,源于他的导师熊胜林教授的影响。从博士入学至今,每周3到5次的跑步习惯,王鹏已经坚持了三年。从一开始只能坚持三五公里,到现在每次跑十公里,王鹏跑步的距离越来越长,他的身体素质也越来越好。“希望同学们都能够加强锻炼,多做有氧运动”。在王鹏看来,坚持体育锻炼既能够强身健体、为学习和科研打下坚实的基础,也是调和学习和工作、放松身心的好方法。
工作之余,王鹏会和同学们一起配合导师开展一系列“电池安全进社区”的科普活动,向居民宣传废旧电池的危害以及处理方法、充电安全常识以及注意事项等。王鹏喜欢用这种方式来为社区居民作一些力所能及的贡献:“我们在居民的眼中就是专业人士,我们的一些建议和宣传更容易被大家所接受,我们的专业知识真正能够最直接地惠及群众。”
在零碎的时间里,评书是王鹏为自己充电的选择。谈起单田芳先生的评书,王鹏如数家珍:“我在休息时间听过单田芳大师的很多作品,像《白眉大侠》《水浒传》《水浒外传》《三峡剑》《龙虎风云会》等等。”历史风云中的沧桑变幻、演义评说里的嬉笑怒骂,仿佛都成为了王鹏生活里的调节剂,以英雄人物荡气回肠的浩然正道,帮助他获取更充盈的能量。
“三尺龙泉万卷书,上天生我意何如?不能报国平天下,枉为男儿大丈夫。”每当想起这首单老常用的定场诗,王鹏都会热血沸腾。或许,正是这样一种豪情与气魄,融汇在王鹏的日常中,鞭策他以热烈昂扬的姿态,面对科研路上的艰难险阻,去解决那些悬而未决的关键难题。