欢迎您登录科学中国人官方网站!!
新浪微博|网站地图|联系我们
蔡克迪:一生电化学情

来源:  发布时间:2018-05-11

本刊记者  石艳美
   
  
  九层之台,起于垒土;千里之行,始于足下。也许在渤海大学化学化工学院副院长、辽宁特聘教授蔡克迪看来,他只是一名普普通通的科研工作者,但他却做着并不普通的事。多年来,他与团队在锂空气电池、超级电容器及燃料电池等领域里一步一个脚印,始终坚持着自己的科研初心。
  

风雨科研路


  1982年出生的蔡克迪,是个标准的“80后”,在他身上,有着属于那个年代特有的率直与纯粹,但深入交往后,就会被他身上一丝不苟与严谨坚韧的科研态度所吸引。在科研上,他始终是个“有心人”。
  作为渤海大学化学化工学院副院长,蔡克迪和电化学有着千丝万缕的缘分。多年来,他一直围绕电化学方向进行相关研究,从本科到博士,到进入渤海大学化学化工学院工作,再到在清华大学从事博士后研究工作,以及远赴德国马普学会弗里茨哈伯研究所做访问学者,电化学是他始终绕不开的话题。
  科研无止境。他先后主持参与了国家自然科学基金、辽宁特聘教授支持计划、原“863”计划等项目的研究工作,并取得多项突破性成果。成果还先后在Acs Appl Mater Inter、Electrochem Commun等国际知名学术期刊上发表论文60余篇。
  所研就要有所用。据悉,蔡克迪取得的多项科技成果已得到转化,直接或间接经济利润近千万元。无论荣誉有多少,头衔有多大,蔡克迪一直脚踏实地,扎实前行。
  

征程万“锂”


  荣誉加身的蔡克迪,究竟是怎样一步步在科研路上越攀越高的?都说“术业有专攻”,蔡克迪在电化学领域也有自己的专攻,那就是锂空气电池。
  随着科技发展的突飞猛进,人们的衣食住行越来越离不开能源的支撑。其中,有持续功能的电子设备在任何领域里都至关重要,对电子储能设备改进,简而言之,就是对电池进行“大换血”,是科研学者的头等重任。蔡克迪所研究的锂空气电池是一种用锂作负极,以空气中的氧气作为正极反应物的新型化学电源。可千万不要把它和锂离子电池搞混,其具有更高的能量密度,且氧气可以轻而易举从环境中获取不用保存在电池里。
  蔡克迪看到了锂空气电池的巨大研究价值,他与团队齐心协力,在锂空气电池的电化学反应机理、复合电解质的配制、三元梯度催化行为以及电极界面老化机制等多方面进行了有益的探索。
  经过多年研究,团队制备了疏水型离子液体基复合电解质材料,发现了电解质的氧还原峰值电流与扫描速度的平方根存在较好的线性关系,实验过程还对掌握和分析放电过程起到了巨大帮助。经电化学测试,其首次放电平台为2.5V,比容量为1300mAh/g,电池连续工作可达到75天。
  为了进一步提高电池性能,团队采用真空直流电弧法制备了Mn3O4/MnO等过渡金属氧化物,并构建了三元梯度催化结构,使锂空气电池可以稳定循环56次,并获得了较高的能量密度。
  勤思才能有突破。团队与德国马普学会仝钰进博士合作的基础上,在研究有机小分子在电极界面上的电氧化行为时,成功检测到有机分子的弱吸附形式。但这离团队心中的最终研究目标还有一定距离,为此,他们继而对潜在的光谱幅度、氧化峰值位置以及原位循环伏安图进行全面分析,最终得出了有机分子在该界面上的直接氧化中间体。与此同时,团队针对锂阳极的材料特性,设计出一种双通道多孔阳极锂空气电池,该电池完全经受住了电化学性能及寿命的双重测试考验,目前正在进行全面运行测试。
  科技是国之利器,蔡克迪佩戴这把利器在科研工作中循序渐进,孜孜以求地探索着锂空气电池中更多的奥秘。

分享到:
杂志
本期封面

2024年2月

上一期 下一期