“碳”究者楊全紅：給鋰電池來場大瘦身

2018年3月，楊全紅在實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

天津大學(xué)供圖

“科研有時(shí)很簡單，并不像大家想象得那么高深?？茖W(xué)家要做的往往是從日常生活中發(fā)現(xiàn)真正的學(xué)術(shù)問題，‘捅破那層窗戶紙’，從而打開一扇窗，望見更遠(yuǎn)的風(fēng)景。”

四月芳菲，校園里的海棠爭相盛開，天津大學(xué)化工學(xué)院教授、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者楊全紅的科研事業(yè)也如鮮花一樣，迎來了綻放。

最近，他的三篇論文在能源領(lǐng)域頂尖期刊《先進(jìn)能源材料》上連續(xù)發(fā)表。而早在今年1月，他還首次提出“硫模板法”，使鋰離子電池變小成為可能，該項(xiàng)成果在線發(fā)表在《自然—通訊》雜志上。

“這才邁出了小小的一步?！?月12日，楊全紅接受了科技日報(bào)記者的采訪。談起自己的研究成果，楊全紅顯得低調(diào)而務(wù)實(shí)。平實(shí)的背后，是這位“碳”究者20余年的執(zhí)著與付出。

投身儲能領(lǐng)域，多項(xiàng)研究獲國際認(rèn)可

干練是楊全紅給人的第一印象。這位45歲教授的研究方向?yàn)樘技{米材料和新型電池材料。1994年從天津大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系本科畢業(yè)后，楊全紅進(jìn)入中科院山西煤炭化學(xué)研究所完成了碩博階段的學(xué)習(xí)。也就是在讀研期間，他開始接觸到碳材料并為之癡迷。

此后，從中科院金屬研究所、法國科研中心、日本東北大學(xué)和英國南安普敦大學(xué)，直至2006年回到母校天津大學(xué)建立自己的研究小組，他從未離開過讓他醉心的“碳”，幾乎把全部的精力和熱情都投入到了高體積能量密度儲能器件和碳電極材料的設(shè)計(jì)上，并在石墨烯致密儲能應(yīng)用中取得了一系列關(guān)鍵性的技術(shù)突破。這些成果有望讓手機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品變得更輕、更薄。

為獲得體積更小、容量更高的儲能器件，他的團(tuán)隊(duì)從策略、方法、材料、電極、器件等五個(gè)方面提出了高體積能量密度儲能器件的設(shè)計(jì)原則，為碳納米材料的實(shí)用化奠定了基礎(chǔ)，有力推進(jìn)了基于碳納米材料新型電化學(xué)儲能器件的實(shí)用化進(jìn)程。而這些研究成果都陸續(xù)刊發(fā)在重要的國際學(xué)術(shù)刊物上，得到了產(chǎn)業(yè)界的認(rèn)可。

走“接地氣”路線，在海報(bào)上畫出成果

“基礎(chǔ)研究要能做出有用的成果，也要能講出有趣的故事?！边@是楊全紅時(shí)常掛在嘴邊的一句話。

早在2015年，楊全紅曾受邀在《人民日報(bào)》上發(fā)表了《夢想如何照進(jìn)現(xiàn)實(shí)》的科普文章，介紹了石墨烯的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化之路。

在楊全紅看來，科研有時(shí)很簡單，并不像大家想象得那么高深?？茖W(xué)家要做的往往是從日常生活中發(fā)現(xiàn)真正的學(xué)術(shù)問題，“捅破那層窗戶紙”，從而打開一扇窗，望見更遠(yuǎn)的風(fēng)景。

“接地氣”是楊全紅科研工作的一大特色。在團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室的走廊里，掛著一幅幅楊全紅親手設(shè)計(jì)的展示海報(bào)，有兩幅圖尤為生動形象。

其中一幅圖中出現(xiàn)了玉米、爆米花和壓縮餅干，從玉米到爆米花再到壓縮餅干這個(gè)鮮活的變化過程，被楊全紅用來比喻他的兩項(xiàng)代表性成果：石墨烯低溫負(fù)壓解理技術(shù)和石墨烯水凝膠致密收縮技術(shù)。在另一幅圖中，楊全紅將導(dǎo)電劑導(dǎo)電模型的設(shè)計(jì)過程，畫成了從一碗“疙瘩湯”到一碗“面片湯”。

在楊全紅看來，走“接地氣”路線，不僅能讓科研更有趣，也能讓團(tuán)隊(duì)收獲更多。

成果出爐后，楊全紅也變得更加忙碌。他被邀請去各地作報(bào)告，同時(shí)也將科研的“地氣”傳播給了更多人。

對于未來，楊全紅希望石墨烯研究能做碳材料“做不好”和“做不了”的事情，要從解決傳統(tǒng)碳材料無法解決的應(yīng)用瓶頸入手，尋找石墨烯的殺手锏級應(yīng)用。