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【冀青榜样】河北工业大学王志远:河北工大这位化工博士生,与锂电池负极“杠”上了!
2024-08-16 21:40  

“TOP期刊SCI一区论文5篇(总影响因子>53 )”其中 4 篇为第一作者 /共同一作

“国家发明专利2项”

“天津市大学生创新创业大赛创新特等奖”

“2023-2024年度中国大学生自强之星”

“省级三好学生、十佳学术之星、科研标兵、篮球赛冠军...”

河北工业大学化工学院

2021级博士生王志远

在科研挑战中拓展自我知识的广度和深度

在自然中获取灵感,仿生创新设计探索“双碳时代”

他志存高远,不断攀登

终迎山花烂漫

与化学的奇妙缘分

年幼时播种一颗梦想的种子,在坚持不懈中成长为一片绿荫。王志远说:“化学是一个神奇的过程,可以通过物质本身的机理、人为的定向调控,达到最终的目的,我觉得这是很酷的事”,“化工”始终是他的航向标。从中学开始,他便对化学实验产生浓厚的兴趣,热爱叩开他的化学之门,本科时他坚定选择化学专业,为以后的研究培育了丰厚土壤。2018年,王志远开始了在河北工大的硕博生涯,加入了张旭教授课题组。在导师的悉心引导下,王志远开始了针对锂离子电池负极的研究,致力于解决目前动力电池及消费类电池容量低,倍率性能差的问题,他的化学土壤也逐渐开花。

仿生突破,与锂电池负极“杠”上了

传统锂离子电池电池容量低、充电慢,通常以石墨为负极材料,而石墨负极容量低且开发受限,制约了锂离子电池发展。针对这一现状,王志远展开了从纳米学角度对锂电池材料进行改进的科研,将开发新一代锂离子电池硅负极材料作为主攻方向。他希望探索出锂离子电池负极新型材料,真正实现规模化制备,将实验室的研究成果应用于实际生产中,实现他“通过我们的新型电池,仅需要充电四分钟即可实现从天津到上海的不间断旅行”的伟大畅想。硅容量非常高,几乎是石墨负极的10倍,并且价格便宜、自然丰富高,因此选择硅作为负极材料具备很大优势,但因其充放电过程中体积膨胀巨大,难以投入实际应用,限制了硅负极材料的应用。一次偶然在公园散步时,一片竹林撞破他思路的桎梏,竹子独特的结构启发了他,也促使他创造性地研发出竹子形态的硅基纳米管。其模仿竹子结构,内部由硅基材料构成,被类似竹节的连续隔断分隔,外部则被一层细薄的碳层所包裹,通过借鉴竹子的结构,内部空间可以解决体积膨胀问题。竹子状纳米管性能卓越,其容量是目前商用石墨负极的3倍,具有良好的倍率性能,仅需15分钟即可充满电,并在经历长期循环后仍有较高的稳定性,在科学研究和工业应用中都极具潜力,成为锂电池负极科研道路上的巨大突破。这一研究成果在化工领域顶级期刊Chemical Engineering Journal上发表(题目为Bamboo-like SiOx/C nanotubes with carbon coating as a durable and high-performance anode for lithiumionbattery)。

在河北工大的六年,王志远默默耕耘,坚守科学梦想,保持孩童般的观察力与敏感性,从自然中探寻灵感,以仿生学角度创新。从石榴状纳米微球到竹子状纳米管,再到蜂窝状三维纳米结构,他至今已署名发表SCI一区论文5篇(总影响因子>53 ),其中 4 篇为第一作者 /共同一作,为国家双碳事业的发展贡献了自己的青春力量,荣获“国家奖学金”、“化工学院科研标兵”、“十佳学术之星”等荣誉。

在学术之路上,他不是单兵行动,更是联合作战。“在我刚进入实验室的时候,我什么都不懂,课题研究是从一个纯粹的零点起步的,这使我陷入了深深的迷茫。我的导师不断地鼓励我和帮助我,一遍又一遍的帮我理清思路、指导实验以及修改论文,教导我做科研要沉住气、稳住心态。”在导师的支持下,他取得了一项又一项的显著成果;同时身为班长,他积极组织同学参加各种学术论坛及活动90次,并在班级内部组织学术沙龙交流会,全班共计发表SCI论文50余篇,申请专利20余项,连续两年获评先进班集体荣誉称号。

艰难困苦,玉汝于成

如果世界上有“点石成金”的方法,那就是“艰难困苦”了。科研之路从来不是繁花似锦,而是在寒冬扎根,在春季破土,其中曲折坎坷每一位科研人都深有体会。“未见沙漠,怎见活水涌流”,在这诸多成果的背后,单调、重复的实验操作,千百次的尝试摸索,焦虑、迷茫的状态,才是科研的常态。

王志远在实验室的寂静中扎根,在充满复杂公式和精密仪器中,他一次又一次耐心地解析每一个细节,探索每一次新结构承载的未知,从电池的组装到材料的合成,每个点的串联方法,他都在经历一次又一次的尝试与失败后才探索得到答案。虽然说起来轻描淡写,但能在未知中迎难而上的内核是最难能可贵的品质,尤其是在科研中,放弃很容易,坚持很难但也很酷,嫩芽若想在春天冒头,必定会经历土地的千次锤炼打磨。

用生活给自己“充电”

埋头扎下去科研,抬起头感受生活,大学生活不仅仅是实验室里的瓶瓶罐罐,更是广阔天地间不被定义的人生,不同经历如同丰富的试剂,在生活这个实验中摇晃碰撞出多彩的未来。文明其精神,野蛮其体魄,科研之余,王志远投身生活,热爱篮球的他加入了化工学院篮球队。篮球场上,他化身中锋,在团队中运筹帷幄,赛场上高命中率投篮,带队夺得了校男子篮球联赛冠军及第一届潘承孝杯篮球赛冠军。“我从小就爱篮球,不认为它是一种负担或占用时间,通过做喜欢的事情去放松、去花时间感受生活,再投入科研时才能保持满血状态。”

篮球队意气风发的日子,为他的硕博生活留下一抹湛蓝底色,一起训练,交流战术,比赛结束后和队友一起聚餐畅聊,展望未来,在篮球运动中“充电”释放压力,再满血投入科研中,对他而言这是一种获得。热爱生活是一支试剂,在无形中注入王志远的思维。“创新这件事不是只闷头在实验室或者图书馆就能够完成的,这还需要我们热爱生活,走出去寻找灵感。”

纵使诸多荣誉加身,王志远仍然低调谦逊,坚持所爱,正是这种不骄不矜、志存高远的品质,使他一直能保持平稳的心态,在化工领域不断攀登,在“双碳时代”崭露头角,而属于他无限可能的未来,才刚刚开始。

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