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康建立:展望高储能材料的未来

来源:  发布时间:2015-11-17

本刊记者 付 垚
  
  康建立,天津市“千人计划”专家,天津工业大学材料学院教授,研究领域集中在多孔金属膜材料的开发与应用、纳米炭材料的可控制备与应用、新型储能器件电极新材料的设计与开发及金属基复合材料。
  
  当前,中国作为一个能源生产及消费大国,面临资源和环境双重压力。储能产业作为我国新兴行业,发展势头迅猛,尤其为应对当前电动汽车的飞速发展,高效储能电池的应用因其巨大潜力进入科技工作者的视野。“研制开发高效储能器件电极新材料并与产业相对接,是当前储能技术发展的关键”。日前带领团队成功合成出一种宽电位高效储能新材料的天津工业大学康建立认为。
  
技术产业化是时代所需
  
  不可再生能源日益短缺,风电、光伏等绿色能源应用日渐广泛,但因自然原因,该能源存在间歇性、波动性,不利于我国新能源产业长期稳定高效发展。而储能产业作为一种解决方案迅速被国家重视,逐渐被应用到能源输送、电动汽车等各个领域,并作为新兴战略产业被列入“十二五”规划纲要中。但当前储能产业前端技术与后端应用尚未建立完善的链条体系,如何把各分散的储能技术与产业化对接,是储能产业亟待解决的问题,也是科研一线工作者们最为关心的问题。
  “我们实验室的技术已经走在国际前列,把成熟技术应用于实践,助力于产业腾飞是目前我们正在研究的课题。”康建立说。
  在日本跟随导师做助理研究员期间,康建立利用自己金属材料的学科背景,把金属掺杂氧化物与厚膜材料相融合,提出金属极化自氧化制备核壳结构金属/氧化物电极新方法,并针对目前超级电容器的研究现状拓展开来。
  2015年6月,在此前研究的基础上,他带领科研团队基于水系电解液,成功开发出一种宽电位高效储能的新材料。目前超级电容器在储能产业的应用上越来越宽泛,由该新型储能材料制备的复合电极的比电容高达627Fcm-3,比目前商用电极材料高一个数量级以上。除此之外,该新型材料能够在水系电解液中1.8V宽电位稳定工作,不受水分解电压限制,比电容在上千次循环使用下仍能保持稳定。而且,采用廉价金属原材料,制备工艺简单且工业成熟度高,极大地节约了制作成本。由于采用水系电解液,无特殊环境要求,使实际的组装过程更加方便快捷。相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 8100。
  该新型储能材料的合成,是当前材料领域的先端发现。康建立正带领团队继续探索新材料并寻求合适的合作伙伴,使其走出实验室,实现产业化,促进储能技术的快速发展。
  
教学科研 乐在其中
  
  “出国时我就想着一定要回国,因为只有回国发展才能找到一种天然的归属感。而且,当前国内的科研创新环境也越来越好,这些都将会为我创造一个广阔的发展空间。”2013年3月,康建立结束国外科研生涯,立足于天津工业大学材料学院,投身一线教育事业。
  谈及目前科研工作,康建立表示“技术是第一生产力”,要着重于原创技术的开发与研制,真正做出具有中国知识产权的新技术应用于目前材料发展领域,才能快速推动该领域产业化发展进程。
  经过两年多时间的发展,康建立已经组建了一支具备交叉学科背景的科研团队。在育人方面,他主张根据学生的知识结构进行针对性培养。在教学科研过程中,“没有条件创造条件”“万事不能等”是康建立常常讲的话。他鼓励学生参加学术报告会,让学生掌握解决问题的方法及思路,而不是只注重科研成果。
  诚然,创新技术的研发本身就是一个长期摸索的过程,期间夹杂成功的喜悦,亦存在失败的无奈。沿着未来能源材料需求发展趋势,建立完善的技术产业化体系,才是重中之重。正是得益于像康建立这样的科研工作者们无穷尽的探索,人类的生活才能日益美好。
  
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