我為電池做“體檢”(科技自立自強·青年科學家)
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哈爾濱工業(ye) 大學電化學工程係主任王家鈞被大家稱作“電池醫生”。多年來,他致力於(yu) 管理和改善電池健康狀態的研究,把科研與(yu) 國家需求緊密結合起來。在他看來,跌倒多少次都沒有關(guan) 係,通過不懈奮鬥,有待突破的關(guan) 鍵技術難題終會(hui) 迎刃而解。
口袋裏的手機、馬路上的汽車、太空中的空間站……電池無處不在。
“我們(men) 的研究,能讓各類電池更加安全、壽命更長、容量更大。”哈爾濱工業(ye) 大學的電池實驗室內(nei) ,成排的充放電儀(yi) 閃爍著指示燈,早上8點不到,王家鈞已坐在電腦前開始一天的工作,說起研究,他的言語間透著嚴(yan) 謹。
80後王家鈞是哈爾濱工業(ye) 大學電化學工程係主任、特種化學電源所副所長,曾獲“中國電化學青年獎”等榮譽,迄今已在國際高影響力刊物發表論文百餘(yu) 篇。他在國內(nei) 率先將同步輻射成像技術應用於(yu) 電池研究,實現對電池的“把脈治病”,管理和改善電池的健康狀態,因此也被大家稱作“電池醫生”。
“把個(ge) 人成長和國家命運聯係起來”
“小時候,不知道自己能做什麽(me) ,但想創造價(jia) 值,帶來改變,做了不起的事。”王家鈞從(cong) 小酷愛閱讀名人傳(chuan) 記,“能學習(xi) 他們(men) 思考問題的方式,能看清個(ge) 體(ti) 和時代的關(guan) 係。”
1997年,17歲的王家鈞不顧父母反對,決(jue) 定報考哈爾濱理工大學化學係——在祖國寒冷的東(dong) 北角,學習(xi) 當時稱得上“冷門”的專(zhuan) 業(ye) 。
“衣食住行離不開化學,工業(ye) 發展離不開化學。”王家鈞認為(wei) ,道路選擇無需在乎一時“冷熱”,而應關(guan) 注行業(ye) 的長遠發展,“當時,哪能想到電化學專(zhuan) 業(ye) 如今會(hui) 這樣火爆?”
2001年,王家鈞考入哈爾濱工業(ye) 大學,攻讀化學專(zhuan) 業(ye) 的碩士、博士學位。2008年,他又出國深造,研究同步輻射多維成像技術,“簡單說,就是為(wei) 電池做‘CT’,檢查身體(ti) 、治療疾病,讓它更‘健康強壯’。”
這項研究需要結合物理學理論及方法,王家鈞便“從(cong) 零開始”跨學科自學,再結合自身化學背景,邊學邊試。9年時間,王家鈞的科研水平快速提高。
2017年,一次回國交流讓他深感回國時機來了:“新能源行業(ye) 發展火爆,企業(ye) 和平台驟增,技術迅速升級換代。電化學儲(chu) 能技術是戰略性技術,各國都在加緊布局,我覺得回國既能做出貢獻,也有更廣闊的平台和發展空間。”
回國後,王家鈞結合國家需求,將研究進一步聚焦於(yu) “電源健康狀態診斷及延壽技術”“高可靠全固態電池關(guan) 鍵材料技術”等領域。“現在看,我的選擇是正確的,作為(wei) 新時代的科研工作者,我們(men) 要把個(ge) 人成長和國家命運聯係起來。”在王家鈞看來,心懷“國之大者”,心係“民之小事”,才能在科研道路上行穩致遠,收獲累累碩果。
“跌倒無數次都沒關(guan) 係,但一定要思考總結”
“這可是新一代電動車、無人機和機器人的電池原型。”聊起電池,王家鈞格外興(xing) 奮。實驗室內(nei) 充放電儀(yi) 的夾片上,各式電池讓人眼花繚亂(luan) :錫紙般輕薄的、紐扣般精巧的……
在這片“電池森林”裏,王家鈞時常工作至晚上。不僅(jin) 如此,為(wei) 了方便24小時監護實驗,他曾連續半個(ge) 月睡在實驗室樓下的車裏……然而起初,王家鈞的實驗卻屢遭失敗。
“剛起步時,就像在山洞裏做手術。”王家鈞坦言,不少技術是“從(cong) 無到有”,從(cong) 研究路徑到檢測手段,都沒有“現成的路”,而是要步步摸索。失敗的設計方案摞成小山,損耗的電池套殼裝滿幾箱,看著屏幕上一次次不完美的數字,王家鈞並不氣餒。
“跌倒無數次都沒關(guan) 係,但一定要思考總結,發現問題,再爬起來繼續走。”5年間,王家鈞團隊不僅(jin) 全麵解析了高性能鋰電池性能衰減機製,完成了固態電解質代替易燃的液態電解液的全固態電池研製,還在國內(nei) 率先建立起新型智能狀態診斷和壽命閾值防誤判技術,將鋰離子電池壽命智能預測精度從(cong) 不足80%提升至96%,讓電池更加智慧、更加安全。
“成果要在實踐中檢驗,知識要交流更新。”如今,王家鈞團隊已經為(wei) 全國數十家行業(ye) 龍頭企業(ye) 解決(jue) 了技術難題。
目前,他和團隊正在研究智慧電池。“如果出現隱患,電池可以自我修複,就像人的免疫係統一樣。”王家鈞十分興(xing) 奮,“未來這些技術一定可以實現。”
“最讓我驕傲的,是身邊的孩子們(men) ”
哈爾濱工業(ye) 大學2018級化學工程與(yu) 工藝(電化學)專(zhuan) 業(ye) 1814201班,人稱“學霸班”。學生們(men) 的成長,離不開“大家長”王家鈞的支持和鼓勵。
“我也經曆過考研,隻要心中有夢想,堅持不放棄,就一定能成功。”去年年底,全國碩士研究生考試前3周,作為(wei) 班主任的王家鈞和班長一起,與(yu) 每名同學的導師、家長聯係,邀請他們(men) 以寫(xie) 賀卡等方式,鼓勵大家做最後衝(chong) 刺,王家鈞也送上了自己的祝福。
“大家遇到什麽(me) 困難,隨時和我聯係。”麵對學生,這是王家鈞經常掛在嘴邊的話。
修改應聘簡曆、指導留學文書(shu) ……王家鈞科研之外的很多時間屬於(yu) 同學們(men) 。“治學很嚴(yan) 謹,平時很‘暖男’。”博士三年級的孫雪是王家鈞的學生,“王老師給博士班的每個(ge) 人辦了健身卡,過節送小禮物,早課會(hui) 帶早餐。”
“在哈工大,榜樣很多。”王家鈞介紹,新中國成立初期,800多位平均年齡隻有27.5歲的年輕教師,從(cong) 五湖四海聚到哈爾濱工業(ye) 大學,用短短10餘(yu) 年,創辦了24個(ge) 新專(zhuan) 業(ye) ,培養(yang) 出一批“國之重器”的鑄造者。課內(nei) 課外,他常講起一代代哈工大人接續奮鬥的故事,“希望學生們(men) 都能繼承弘揚愛國奉獻的精神傳(chuan) 統。”
紅色故事傳(chuan) 頌不絕,紅色基因生生不息,如今,一批批新時代的哈工大人正茁壯成長。
“最讓我驕傲的,是身邊的孩子們(men) 。”王家鈞感慨於(yu) 一屆屆畢業(ye) 生的選擇,“這幾年,我們(men) 專(zhuan) 業(ye) 的畢業(ye) 生很搶手,其中近一半加入科研院所而非薪水高出幾倍的外企,他們(men) 有理想、有情懷,在各個(ge) 領域發光發熱。”
“規格嚴(yan) 格,功夫到家。”談及科學家應有的品質,王家鈞背出了學校的校訓,“我們(men) 一代代科研工作者艱苦奮鬥,那些有待突破的關(guan) 鍵技術難題,早晚會(hui) 迎刃而解。”
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