诗意的“碳”人生——杨全红教授


来源:中国粉体网   苏简

[导读]  杨全红,天津大学化工学院讲席教授、博士生导师。

中国粉体网讯




杨全红,天津大学化工学院讲席教授、博士生导师。天津市欧美同学会副会长。国家杰出青年科学基金获得者、教育部长江学者特聘教授、中组部万人计划领军人才、国务院政府特殊津贴获得者、国家重点研发首席科学家、天津市有突出贡献专家、天津市科普大使,“科睿唯安”全球高被引学者和“爱思唯尔” 中国高被引学者。从事碳纳米材料、双碳战略、先进电池和先进储能技术研究,在致密储能、锂硫催化、钠电池筛分型碳负极方面取得系列进展。获国家技术发明二等奖、天津市自然科学一等奖和教育部自然科学一等奖等奖项。担任《Energy Storage Materials》、《Industrial Chemistry & Materials》副主编,《National Science Review》、《Advanced Energy Materials》、《Carbon》、《中国科学-材料》、《储能科学与技术》等10余份刊物编辑组成员或编委。出版《石墨烯:化学剥离与组装》、《石墨烯电化学储能技术》、《动力电池技术创新及产业发展战略》等三本专著。发表SCI论文200余篇,他人引用30000余次,H因子95。拥有中国和国际授权发明专利40余件。担任锂电池头部企业宁德新能源有限公司(ATL)专家委员会委员、捷威动力工业有限公司技术委员会委员、中国超级电容器产业技术联盟副理事长等行业兼职。


科学研究有时候是一件很简单的事


1972年出生的杨全红,1994年从天津大学应用化学系高分子化工专业本科毕业后,进入中国科学院山西煤炭化学研究所化学工艺专业(新型炭材料方向)硕博连读,获工学博士学位。也就是在读研究生期间,杨全红开始接触“碳”并为之痴迷。


这份痴迷,让杨全红一直认为看似高深的“碳”,其实非常亲民,而他做科研也极喜欢走“群众路线”。


从玉米到爆米花再到压缩饼干,这个形象鲜活的变化过程,被杨全红用来比喻他的两项代表成果:石墨烯低温负压解理技术和石墨烯水凝胶致密收缩技术;杨全红还将锂离子电池用石墨烯导电剂“至柔至薄至密”的导电模型的设计过程,比喻为从一碗“疙瘩汤”到一碗“面片汤”,而他所获国家技术发明二等奖的石墨烯方面主要成果就源自此灵感……在他看来,科学研究有时候是一件很简单的事——科学史上的很多发现其实是非常简单的,而科研也并不像大家想象得那么高深,科学家要做的往往是“捅破那层窗户纸”。而科研也是非常神奇的一件事——科学家要做的就是从简单的日常中提炼出真正的学术问题,而这个学术问题的研究往往会打开一扇窗,让人们的生活更加丰富多彩。


做有用的研究 讲有趣的故事


初心:开一门有趣的课


杨全红2006年底回到母校天津大学担任教授。他对“大学”有着独特的理解,大学是文化堡垒,高等教育和基础教育最大的不同是,不仅告诉是什么,更重要的是启迪思想,和孩子们探讨为什么,这是高等教育的初心。回到母校后,他根据自己对“大学”的理解开了一门有趣的课。


这十多年来,杨全红教授在天津大学跨学科开设了全校性创新课:“简单造就神奇—从富勒烯碳纳米管到石墨烯”,他给这门课设立的标签是“简单造就神奇、启迪科学三观”。横跨文理工管医近2000名学生修读,在这门课上他们听到的是富勒烯发现的“意外之美”、碳纳米管发现的“失落之美”和石墨烯发现的“追寻之美”,他们发现科学很美、科学发现并不遥远也不神秘、科学家是这么一群有趣而又具有家国担当的人。


在课堂上,杨全红教授曾用一首小诗描绘科学之美的初心:


映秋-别韵

月映秋高世外庐,

仙临妙笔绘窗图。

谁识至简烯环美,

半卷诗书万代读。


大学的初心,是一颗追求美的心和担当,对科学如此,对祖国如此,对我们生活的世界亦是如此!


坚守:建立自己的学术标签


科学研究的钥匙是:坚守!杨全红教授一直从事碳材料的研究,是国内比较早从事碳材料最极限结构——石墨烯研究的团队之一,并从传统碳到新型碳、纳米碳,着力从碳结构的源头出发,解决电池中碳材料的问题,推进先进电池的快速发展。他给自己的科学研究定了一个目标:“做有用的研究、讲有趣的故事”,研究要有用—对产业发展有意义;科学上要有趣—新颖的科学发现。换句话说,要做推动产业进步的原创性科学研究。


碳材料对于电池非常重要,比如说锂电池商品化的临门一脚就是碳材料踢进去的;未来新颖的电池体系产品化和商品化历程中,碳材料也不会缺席。杨全红团队在十余年的电池研究中,提出了电池的“幸福指数”和“需求层次”的概念,是世界上最早开展“致密储能”研究的团队之一。所谓“致密储能”,就是怎么把电池做小,这是电池最高层次的幸福指数;采用石墨烯的致密组装,他们团队研发了体积能量密度极高的锂电池和超级电容器,对于动力电池的高续航和储能电站的大规模应用有重要意义。10余年的坚守,为现有电池的高性能化和未来电池的产品化提出了有意义的方案,拥有中国和国际授权发明专利40余件,多项技术实现转让。为此杨全红团队以及其本人也获得了学术界的肯定。


杨全红教授曾经用一首小诗描述在碳材料领域多年的坚守和耕耘:


碳之缘

少年不解碳之奇,

际会修来半百依。

前浪清风拂玉面,

乘帆欲破几重谜。


独特的团队文化


团队学术带头人是杨全红教授,目前11名骨干成员,其中教授5人、副教授(副研究员)3人、博士后3人,包括1名国家杰青、3名国家级青年人才。


以解决储能器件中的碳材料瓶颈为使命


团队聚焦碳功能材料、先进电池、储能技术和双碳战略研究,在Nat. Sustain., Nat. Commun., Adv. Mater., Natl. Sci. Rev., Energy Environ. Sci.等刊物发表SCI论文400余篇,引用40000余次,出版学术专著3部。先后承担国家重点研发项目、973课题、国家自然科学基金(杰青、重点)等国家级和省部级项目40余项,授权中国和国际授权发明专利50余件(其中美国3件/日本2件/韩国1件)。成果曾获国家技术发明二等奖、教育部自然科学一等奖、天津市自然科学一等奖等学术奖励。


以立德树人根本任务为中心


团队培养的学生已有两人获批国家优青,3人获《Carbon》杂志碳材料科学杰出博士论文奖,是国际上迄今获此奖项最多的碳材料研究团队,60余人次获英国碳素学会The Brian Kelly Award、欧洲材料研究学会研究生奖、省市级行业协会优博论文、贵州省青年科技奖、霍英东青年教师奖、侯德榜化工青年科技奖、国家奖学金、天津大学优博基金卓越奖励、天津大学优秀毕业生等荣誉奖项。同时也有多名毕业生创办电池和新材料企业,获头部企业总裁、总监奖5项,已成长为电池行业领军和中坚力量。


杨全红教授表示和他的团队会勇担“2030碳达峰、2060碳中和”的历史使命,把碳材料研究做到极致,电池研究进行到底!


参考来源:

1.身边的典型|做有用的研究 讲有趣的故事——“长江学者”特聘教授、国家技术发明奖获得者、天津大学教授杨全红.天津民盟

2.杨全红:诗意的“碳”人生——记国家杰出青年科学基金获得者、天津大学教授杨全红.烯碳资讯

3.杨全红团队事迹|天津大学2022年劳动竞赛十佳示范集体.天下孝义人

4.杨全红|我的小城故事.天下孝义人


(中国粉体网编辑整理/苏简)

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