致力綠色高效新能源推動(dòng)清潔低碳新環(huán)保
——記北京理工大學(xué)特立青年學(xué)者譚國強(qiáng)

謝更好

譚國強(qiáng)在UCLA校園留影

孜孜不倦求學(xué)路

“漫漫人生路，兩三站。渺渺風(fēng)雨途，千萬阻！”從湖南大學(xué)、北京理工大學(xué)、美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室、美國加州大學(xué)洛杉磯分校，再回到北京理工大學(xué)任教，前后16年，譚國強(qiáng)走過了一段漫長的求學(xué)之路?；叵肫饋?，他調(diào)侃說：“游學(xué)半生身雖老，歸來仍是赤子心?！碑?dāng)初與環(huán)境工程結(jié)緣，源于一顆熱切為環(huán)境保護(hù)做貢獻(xiàn)的心。環(huán)境是生存之本、發(fā)展之基，特別是對于中國而言，人口眾多、資源緊缺，環(huán)境治理是當(dāng)務(wù)之急。上大學(xué)前，譚國強(qiáng)希望將來所學(xué)能對國家的環(huán)保事業(yè)有所幫助，于是他選擇了環(huán)境工程專業(yè)。

本科在湖南大學(xué)4年，譚國強(qiáng)一方面勤奮認(rèn)真地學(xué)好專業(yè)技能，另一方面積極接觸不同領(lǐng)域的知識。在這段學(xué)習(xí)與成長的過程中，譚國強(qiáng)逐漸深化了對國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的理解，他開始認(rèn)識到可持續(xù)性綠色發(fā)展技術(shù)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的重要意義。譚國強(qiáng)認(rèn)為，要想真正實(shí)現(xiàn)投身環(huán)境保護(hù)的理想，學(xué)習(xí)開發(fā)新的綠色發(fā)展技術(shù)可能是助力環(huán)保事業(yè)事半功倍的一條捷徑。于是他在畢業(yè)階段開始思考新的研究方向，選擇考取北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院的研究生，雖然讀的還是環(huán)境工程，但是所修的具體研究方向轉(zhuǎn)向了綠色新能源技術(shù)，這也是北京理工大學(xué)的特色專業(yè)研究方向?！爸袊I(yè)發(fā)展最初的模式是先發(fā)展后治理，早期國家優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展，難以兼顧環(huán)境保護(hù)?！北藭r(shí)譚國強(qiáng)認(rèn)為國家的發(fā)展戰(zhàn)略已開始強(qiáng)調(diào)重視綠色清潔和可再生能源，所以他決定調(diào)整學(xué)習(xí)方向，由傳統(tǒng)的環(huán)境污染治理轉(zhuǎn)向綠色能源與環(huán)境技術(shù)開發(fā)?！翱稍偕G色能源技術(shù)，是立足于國家長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略高度的前沿研究方向，也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)完美兼容的一種高效途徑，這符合我對環(huán)境專業(yè)學(xué)習(xí)的理念。”譚國強(qiáng)說。

碩博連讀期間，譚國強(qiáng)師從國家新能源材料科學(xué)家吳鋒教授學(xué)習(xí)綠色二次電池技術(shù)。譚國強(qiáng)才思敏捷且勤奮好學(xué)，在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下，經(jīng)過四年的刻苦學(xué)習(xí)與鉆研，他于2011年開發(fā)出一種新型固態(tài)化鋰二次電池技術(shù)，該電池技術(shù)的獨(dú)特之處在于它采用綠色離子凝膠固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)聚合物電解質(zhì)，提高了電池的熱穩(wěn)定性和環(huán)境友好性，相關(guān)成果發(fā)表在材料與化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Advanced Materials。該固態(tài)化電池構(gòu)造新技術(shù)，能有效提升鋰離子電池體系的能量密度與安全性能，并為全固態(tài)鋰電池技術(shù)的發(fā)展提供了有力的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。這在當(dāng)時(shí)是吳鋒教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表的第一篇影響因子超過10的頂級期刊學(xué)術(shù)論文。

2014年，譚國強(qiáng)前往美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)從事鋰電池技術(shù)的研發(fā)工作?！懊绹⒇晫?shí)驗(yàn)室是全球最尖端的科學(xué)研究中心之一，它匯聚了來自全世界頂級的科學(xué)家，實(shí)驗(yàn)室不招收學(xué)生，不授予學(xué)位，面向全球每年僅招聘極少數(shù)非常優(yōu)秀的博士后進(jìn)行高端科學(xué)研究或技術(shù)研發(fā)工作，崗位競爭異常激烈。”幸運(yùn)的是，譚國強(qiáng)憑借自身過硬的專業(yè)技能與綜合實(shí)力，在導(dǎo)師吳鋒教授的推薦下成功進(jìn)入阿貢先進(jìn)電池技術(shù)研發(fā)部門?！皡卿h老師培養(yǎng)了我，推薦我去了全球最好的科研實(shí)驗(yàn)室，師從頂級能源材料科學(xué)家K.Amine博士和陸俊博士（合作導(dǎo)師）繼續(xù)學(xué)習(xí)新能源二次電池技術(shù)?！睍r(shí)至今日，譚國強(qiáng)依舊念念不忘恩師吳鋒院士的知遇之恩和慷慨幫助，也感恩阿貢兩位合作導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)與栽培。

一絲不茍科研人

2019年年初，譚國強(qiáng)結(jié)束了海外的工作學(xué)習(xí)之旅，回到祖國。他選擇母校北京理工大學(xué)作為回國發(fā)展的起點(diǎn)，繼續(xù)在新能源綠色二次電池方面開展研究。電池系統(tǒng)作為新能源電動(dòng)設(shè)備發(fā)展的核心技術(shù)，在新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用。吳鋒院士曾判斷，在保障安全性的前提下，高能量、高功率、長壽命、低成本、無污染的新型二次電池正在根據(jù)不同的用戶需求，形成產(chǎn)業(yè)鏈，走向市場。在這一巨大的市場需求下，開發(fā)出具有高比能量和高安全性能的新型綠色二次電池及相關(guān)技術(shù)就顯得尤為迫切。譚國強(qiáng)作為研究骨干，曾先后參與國家原“973”計(jì)劃、美國能源部E E R E和U C L ADynavolt中美國際合作等項(xiàng)目，擁有4年海外科研工作經(jīng)歷，對中美兩國國家新能源技術(shù)發(fā)展路線與政策和未來新型綠色二次電池關(guān)鍵材料與構(gòu)造技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向都有較為準(zhǔn)確的認(rèn)知和把握。譚國強(qiáng)回國后的目標(biāo)很明確，就是要充分發(fā)揮自身所學(xué)，推動(dòng)新型綠色二次電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，特別是要努力推進(jìn)該類研發(fā)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向商品化應(yīng)用，為國家的綠色能源與環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

“我們最新的研發(fā)方向是將太陽能光-電轉(zhuǎn)換與電池電-化存儲技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)光-電-化三位一體的新型綠色能源技術(shù)?！弊T國強(qiáng)解釋說，傳統(tǒng)太陽能電池是指通過光伏效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，光能轉(zhuǎn)化為電能，要么被直接利用，要么轉(zhuǎn)化為其他能量儲存起來。鋰電池則是利用鋰離子在電池正負(fù)極之間往復(fù)遷移來實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的電能存儲與利用裝置。以前的技術(shù)，太陽能是太陽能，鋰電池是鋰電池，它們是兩個(gè)獨(dú)立的裝置，而現(xiàn)在譚國強(qiáng)要做光-電-化一體化裝置，使其將太陽能轉(zhuǎn)化為電能后直接存儲在化學(xué)電源中。該技術(shù)有望大幅度提高能量的利用效率，同時(shí)也能有效降低生產(chǎn)成本，可使電力的供應(yīng)更持久。舉例來說，只要有太陽光，新能源電動(dòng)汽車可以在任何工況下接收太陽能，通過光-電-化一體化設(shè)備轉(zhuǎn)換成電能，再通過電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)電能的存儲與利用，從而解決電動(dòng)汽車的充電和耗電問題。

“光電轉(zhuǎn)化與儲存是非常尖端的研究領(lǐng)域，主要考慮到未來的發(fā)展及需求。”譚國強(qiáng)說，這里的需求，包括軍用和民用兩方面。軍用方面，在未來的機(jī)器人、無人機(jī)、飛行器等設(shè)備上，一旦能夠?qū)崿F(xiàn)長期接收光能并將其轉(zhuǎn)換成電存儲與利用，那么人工智能和航天航空領(lǐng)域?qū)l(fā)生前所未有的變化。民用方面，越來越方便攜帶的電子設(shè)備和新能源交通工具，一旦能達(dá)到超長待機(jī)和續(xù)航的要求，人們的生活也將變得更加便利。更為重要的是，這將會是新能源二次電池技術(shù)的又一革新，高效利用源源不斷的太陽能不僅能有效解決當(dāng)前的能源危機(jī)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的升級與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更是實(shí)現(xiàn)了清潔無污染的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。譚國強(qiáng)清楚意識到任何研究最終都是要落地的，要成功地實(shí)現(xiàn)成果的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化，綠色二次電池的大規(guī)模應(yīng)用是成果轉(zhuǎn)化的最好體現(xiàn)，更能將軍用與民用的需求相結(jié)合，這也是北京理工大學(xué)科研工作的一個(gè)特色?！耙坏┏晒Γ覀円院罂赡芏疾恍枰页潆娖?、找插座了?！弊T國強(qiáng)對未來的發(fā)展圖景感到振奮。在接下來的研究中，譚國強(qiáng)提出要做更多原創(chuàng)性的研究。在過去的20年里，中國的科學(xué)研究發(fā)展很快，取得了許多科研成果和成就。但是，在基礎(chǔ)理論研究和重大技術(shù)突破的原創(chuàng)性理論上，卻少有屬于自己的東西。因此，譚國強(qiáng)接下來的研究重點(diǎn)是研發(fā)出屬于中國自己的光-電-化三位一體的能源轉(zhuǎn)化與存儲技術(shù)。

與導(dǎo)師K. Amine博士在Argonne合影

立志學(xué)成報(bào)效祖國

獨(dú)自，憑欄 斜陽，細(xì)影

春風(fēng)，拂面 古木，連蔭

靜靜地 默默地

閉上雙眼 望向遠(yuǎn)方

呼吸著 思念著

異國風(fēng)韻 家國情懷

蝶飛，香露 忠義，孝悌

愛戀，芬芳 恪守，謹(jǐn)記

花開，流水 富貴，榮華

過往，云臺 處之，泰然

我自激揚(yáng)，寫文字 我與這風(fēng)，皆過客

燕鶯歌舞，慶盎然 三年期滿，報(bào)國懷

2015.04.28于芝加哥

談起在美國的4年，譚國強(qiáng)時(shí)刻不忘自己的初心與使命——學(xué)有所成，報(bào)效國家。在科研上，譚國強(qiáng)收獲頗豐。在美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室，譚國強(qiáng)跟隨導(dǎo)師Amine博士主攻新一代高比能鋰二次電池技術(shù)，他在高比能鋰-硫電池和鋰-氧電池方面做出了一些具有突破性的研究成果。例如，由他主導(dǎo)研發(fā)的高比能鋰-硫電池用Li2S@graphene材料獲得美國能源部U.S.DOE Battery500 Seeding Award獎(jiǎng)勵(lì)資助，該電池技術(shù)已進(jìn)入中試生產(chǎn)階段。

在教學(xué)上，譚國強(qiáng)也學(xué)到了很多先進(jìn)的治學(xué)與教育思想。在阿貢實(shí)驗(yàn)室的三年，Amine博士嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科研態(tài)度深深地影響著譚國強(qiáng)：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象需要反復(fù)驗(yàn)證，獲得的數(shù)據(jù)需核驗(yàn)，得出的結(jié)論一定要有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做支撐。只有這樣，最后的研究成果才能客觀、準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)，經(jīng)得起時(shí)間的檢驗(yàn)。此后，譚國強(qiáng)前往加州大學(xué)洛杉磯分校，在合作導(dǎo)師盧云峰教授的指導(dǎo)下開始了解美國高校的育人方式?！半x開阿貢后選擇去UCLA，我主要是想了解美國高校的教育模式，看看他們是如何教書育人的，這對我之后回國當(dāng)老師會有所啟發(fā)?！弊T國強(qiáng)說他所有的朋友都知道，他去美國就是“學(xué)習(xí)”，他從未想過要留在美國或是去別的地方發(fā)展，他是一定要回國的。在譚國強(qiáng)看來，高校和實(shí)驗(yàn)室是不一樣的，高校里最重要的是師生關(guān)系，老師的教育理念很重要，他要把美國更好的教育理念或者模式借鑒回來，用到中國的教育體系中。

半生歸來初心如故

回國一年多來，譚國強(qiáng)參與到研究生和博士生的教學(xué)和培養(yǎng)工作中去，他深切感受到了作為一名教師肩上的重任——從學(xué)生的成長、學(xué)術(shù)水平到動(dòng)手能力的提高，不一而足。

在教育中，譚國強(qiáng)最為重視兩點(diǎn)。首先重視學(xué)生在科研中的實(shí)事求是原則，他繼承了Amine博士嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科研態(tài)度：“Do what you say，say what you do（做你說過的，說你能做的）。”學(xué)生做了哪些工作，遇到了什么困難，最后得出了什么結(jié)果，譚國強(qiáng)都希望學(xué)生能如實(shí)地和他交流，于學(xué)生要關(guān)注其所遇難題，于自己當(dāng)以身作則，把求真務(wù)實(shí)的精神傳達(dá)給學(xué)生。

其次是重視學(xué)生專業(yè)知識的積累和沉淀?！安还軐W(xué)什么，都要一步一步走扎實(shí)，打好基礎(chǔ)再去創(chuàng)新，不能急功近利?！弊T國強(qiáng)非常關(guān)注和學(xué)生之間的交流。他想及時(shí)了解學(xué)生的進(jìn)度，不懂的地方重點(diǎn)教導(dǎo)，在充分了解學(xué)生進(jìn)度的基礎(chǔ)上，布置任務(wù)，循序漸進(jìn)地推動(dòng)學(xué)生的成長。譚國強(qiáng)認(rèn)為基礎(chǔ)概念沒有弄明白就跑去做實(shí)驗(yàn)，那么得出來的數(shù)據(jù)可能連自己都不能信服，結(jié)果如何能準(zhǔn)確呢？

一絲不茍、實(shí)事求是的科研和教學(xué)態(tài)度是譚國強(qiáng)常年專注學(xué)術(shù)研究留下來的習(xí)慣，而從明年開始，譚國強(qiáng)將接替老系主任成為能源與環(huán)境材料系的新任系主任?，F(xiàn)在的他一直在忙著提前熟悉系里的各項(xiàng)工作，在這個(gè)過程中他對自己身份和角色的轉(zhuǎn)換感觸頗多，因?yàn)樗枰嗟卣驹谌档慕嵌壬峡剂繂栴}。

適應(yīng)當(dāng)前的工作模式是譚國強(qiáng)目前面臨的最大挑戰(zhàn)。以前，他習(xí)慣于專注一事，花一天的時(shí)間寫文章整理資料也樂此不疲，但現(xiàn)在時(shí)間已被掰碎，長時(shí)間做一件事成了奢望。為了努力適應(yīng)，譚國強(qiáng)說，下一步的工作重點(diǎn)是提高工作效率，學(xué)會分配工作，適應(yīng)新的工作模式。但是不管工作內(nèi)容如何變化，科研始終是譚國強(qiáng)工作的核心，也是他永不放棄的初心。

如今，譚國強(qiáng)在同事們的幫助下組建起自己的團(tuán)隊(duì)。雖然團(tuán)隊(duì)規(guī)模不大，但“麻雀雖小，五臟俱全”，大家各司其職，各盡所能，譚國強(qiáng)也在積極申請國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。關(guān)于未來的計(jì)劃，他說：“人不能只盯著大家都在做的事情，要跳出自己的舒適圈，積極探索新的事物?！痹谧T國強(qiáng)看來，這些新的事物就藏在國家的發(fā)展需求中，在祖國高速發(fā)展的列車上，哪怕只是做一顆小小的齒輪，也要以自身不懈的運(yùn)轉(zhuǎn)助推這列快車的前行。這是他曾經(jīng)遠(yuǎn)游、如今歸來始終如一的理想，也是他未來科研的一切動(dòng)力源頭。

“德以明理，學(xué)以精工”。北京理工大學(xué)的校訓(xùn)也是譚國強(qiáng)最喜歡的一句話。探索真理為信仰，精深學(xué)術(shù)為祖國，他正如一代又一代的北理工人，在理想的大地上澆灌科研的花朵。