INTRODUCTION
陈学成,博士,波兰西波美拉尼亚技术大学纳米材料物理化学系教授,在中国科学院理化技术研究所获得博士学位。主要研究方向包括电化学储能、碳纳米材料制备及废弃聚合物回收及高值化。
Q:陈老师您好,感谢您接受我们的访谈。请您简单介绍一下课题组的主要研究方向及进展?
我们课题组目前主要有三个研究方向,一是固体废弃物的回收与高值化;二是碳纳米材料的制备与应用;三是电化学储能材料的研发与其储能机理的探索。
Q:您(与合作者)近期在Materials Futures发表的综述文章,阐述了锂离子电池金属氟化物正极材料的最新研究进展,可以请您分享一下这项工作的灵感来源、重点和难点,以及这项研究成果对未来材料科学研究又起到了怎样的帮助和意义?
我们的综述文章主要介绍了锂离子电池中金属氟化物正极材料的最新研究进展。灵感源自于该类材料在高能量密度电池领域的巨大潜力;同时,近年来研究者们在稳定性、循环寿命特别是反应机制等方面取得的一系列的重要突破也给了我们很大启发。
在这项工作中,我们着重探讨了金属氟化物材料在充放电过程中的结构演变与反应机制,同时梳理了不同的制备方法、纳米结构设计与掺杂手段如何影响其性能的表现。我们认为,理解这些过程对于进一步优化其电化学性能至关重要。这项研究的难点在于全面而准确的阐明金属氟化物正极材料的反应机制问题。这类正极材料在充放电过程中会受到多种负面协同作用影响而导致其结构粉化和性能下降。因此,我们在文章中系统评估了当前的解决方案,并展望了未来可能的研究方向。我们希望此综述能为研究者提供一份详尽的资源,帮助在实验和理论层面更深入的了解金属氟化物正极材料的复杂性,同时也激发更多关于新型电池材料的跨学科研究思路,为未来的材料学研究提供借鉴。
Q:您在固体废弃物资源化利用及碳基材料在储能方面的应用领域深耕多年,您认为该领域的研究热点有哪些,这些热点在未来发展的道路上,又将遇到怎样的机遇与挑战?
对于有机固体废弃物,尤其是人工合成的废弃塑料,如何高效、快速的分解有机固体废弃物,且产物具有高选择性是最近研究的热点。关键点是各种催化剂的研发,如无机催化剂,酶类催化剂等。在未来的发展道路上,如何降低该类催化剂的成本,增强其使用寿命是该研究持续的挑战。机遇可能在于AI在科研领域的应用与发展,其可以更好的辅助科研工作者对催化剂进行筛选与优化,研发出更高效、快速,选择性高以及寿命长的催化剂。
Q:您曾在波兰西波美拉尼亚工业大学工作和生活,这段经历为您的科研工作带来了什么影响?
在波兰大学的工作和生活中,我逐渐加深了对科研的兴趣,从而以更加积极的心态投身于科研活动中并从中找到乐趣。波兰政府对科研项目的大力支持,尤其是对于青年科研工作者的资金支持使我更有信心从事科研工作,扩大研究队伍,深入探索自己感兴趣的研究领域,从而促进自身事业的快速发展。同时,由于波兰地处欧盟,更容易与各个欧盟国家加强彼此科研合作,欧盟研究计划的实施也大力促进了各国间的国际合作,从而更有效的促进了科研的发展。
Q:在您看来,在高速发展的现代社会,有机固体废弃物回收扮演着怎样的角色?
随着社会快速发展,大量有机固体废弃物随之产生,对我们的社会生活造成了巨大的危害。尤其是以人工合成的塑料制品为主的固体废弃物,由于其降解时间长,降解产物会造成二次污染而使得我们必须采取措施对该类废弃物进行处理;同时,该类固体废弃物也可以看作是一种资源,如何对该资源进行有效回收并实现高值化是当今科学家面临的严峻挑战。针对上述科学问题,我们研究小组以此为研究课题,探索固体有机废弃物高值化的新方法。
Q:随着碳基材料在储能领域研究的持续深入,部分应用产品已经逐步走入市场。目前国内外该方向的发展、以及产业化的侧重点有哪些共同点和不同之处?
对于碳基材料在储能应用方面,国内外都投入了大量的研究人员和经费,但侧重点方面各有不同:国内更注重基础研究和实际应用并重,尤其是国内相关企业能迅速推广基础研究成果到实际应用中;而国外对于基础研究资金投入很大,但在实际应用方面稍显欠缺,虽有部分成果侧重于实际应用,但也多集中在中试阶段,大规模应用与国内相比仍显不足。
Q:您如何看待中欧合作关系?您对如何增强中国学术国际影响力有什么见解?
在科研领域,中欧有很强的互补性。相较于我国,欧洲在高科技领域仍具有领先优势。尤其是基础研究方面,经过近百年的发展,欧洲积累了大量的经验和科研成果。中国的具有后发优势以及庞大的工程师队伍,但在积累方面仍有不足。因此加强中欧互相合作关系,在中国积极推广和应用欧洲的前沿研究成果有助于双方共同发展。对于增强中国学术国际影响力,可以选用增加中欧科研合作项目的立项,尤其是青年科学家的项目;创办中欧研究中心,促进双方研究人员的交流与互访等方式。
Q:对于选择进入相关行业科研、工作的年轻人,您有什么建议?
科研工作中要具有恒心、耐心与与细心,防止急躁情绪,学会自己缓解自身压力;最后加强身体锻炼,保持旺盛的精力参与到科研工作中。
点击阅读精彩往期
研究论文 || 进一步理解粒径对转换/合金化锂离子负极的影响(德国乌尔姆亥姆霍兹研究所Dominic Bresser团队)
期 刊 简 介
扫码关注期刊公众号
Materials Futures(《材料展望》, ISSN 2752-5724)创刊于2022年,由松山湖材料实验室与英国物理学会出版社(IOPP)联合出版,入选“2022年度中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”、“2023年度广东省高起点英文新刊项目”,2023年3月成为国际出版伦理委员会 (COPE) 成员,现已被ESCI、Ei、Scopus、Inspec、DOAJ、万方等数据库收录。获得首个影响因子12.0,在全球材料综合类438本期刊中排名第41,位列Q1区。本期刊面向全球开放获取,免收作者版面费 (APC)。期刊致力于打造材料科学领域的高水平综合性期刊,为全球材料领域科学家搭建学术交流与合作平台。刊载范围聚焦结构材料、能源材料、生物材料、纳米材料、量子材料、信息材料、材料理论与计算。
自有出版平台:
http://www.materialsfutures.org/
合作出版平台:
https://iopscience.iop.org/mf
期刊投稿链接:
https://mc04.manuscriptcentral.com/mf-slab
编辑部邮箱:
editorialoffice@materialsfutures.org