李先锋:膜里膜外之别样人生-校友网
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发布人:  校友:李先锋     更新日期:18/08/28 浏览:  推荐:90

李先锋近照


李先锋:博士、中科院大连化物所研究员,博士生导师,洁净能源国家实验室储能技术研究部代部长。2009年9月入选大连化物所“百人计划”,主要从事液流电池用隔膜材料的研究,在膜材料的构效关系等基础研究方面做出了突出的贡献。目前已发表学术论文100余篇,其中IF>20的有5篇,他引>2000次,荣获了 “中科院杰出科技成就奖”、“中科院卢嘉锡青年人才奖”、“辽宁省青年科技奖”等奖励,并入选中国科学院卓越青年科学家、大连市杰出青年科技人才、中科院青年创新促进会等人才计划。 


第一幕 储能技术研究部的现状以及发展方向 


记者:都说2016年是我国推动储能产业发展不平凡的一年。李老师,您能为我们具体讲述一下大规模储能技术为什么能够受到国家如此高度的关注和支持?全钒液流电池相较于其它储能技术又有什么优势? 

李先锋:这几年,能源与环境的问题越来越突出,可再生能源,像风能、太阳能等,是未来发展的趋势。但可再生能源本身存在着不稳定、不连续的特点,因而需要大规模储能技术来能实现它的普及应用。此外,近几年我国储能方面的工作取得了不少的成绩,也促使国家对这一领域越来越重视,特别是在国民发展的《十三五规划纲要》当中,储能和分布式能源被提到了一个战略性新兴产业发展的高度。储能技术有很多种,像锂离子电池、钠硫电池、压缩空气、全钒液流等,我觉得各个电池都有自己的优势,都有各自的用途。全钒适用于固定电站的大规模储能,它的优势第一是安全性比较高,因为其使用的水溶液没有爆炸或者着火的隐患;第二是电池寿命比较长,大概在15年左右,能够稳定循环16000次以上;第三是使用规模较大,能够满足太阳能风能的储能需求;第四是能量效率较高,DC/DC可以达到75.6%,AC/AC可以达到70%左右,与抽水储能相当。 

记者:我们都知道,前不久“全钒液流电池技术体系”获得了2015年国家技术发明二等奖。您能为我们介绍一下团队近年来都取得了哪些重大突破吗? 

李先锋研究员:其实“全钒液流电池体系”我是从2009年才开始介入的。张老师2000年就开始着手研究,从关键材料到电堆,到系统,再到示范应用。我们始终秉承化物所产学研用的思想,所有的基础研究都是围绕着解决实际应用中存在的问题来开展的,同时联合大连融科企业积极推动全钒液流电池的产业化进程,并在2012年完成了当时全球最大10兆瓦时的商业化示范系统。十二五期间,除了国家技术发明二等奖,我们的企业也获得了原创技术大奖;2014年获得了中科院杰出科技成就奖;并被评为中国科学院标志性重大进展成果。所以,我们全钒液流电池整个体系在十二五期间的成果还是比较突出的。 

记者:您认为目前全钒液流电池的产业化进程中还存在着哪些技术难题?未来的发展方向又是什么呢? 

李先锋:我认为任何一项技术的产业化进程中的关键问题无非有两个:成本和可靠性。我们全钒液流电池往前走也是存在这两方面的问题:第一个是如何降低成本来推进产业化,第二个是如何提高我们整个系统的可靠性。从研发的角度来讲,想解决这两大问题的需要从几个方面来努力。首先是材料。对于膜材料来说,我们研究的非氟离子传导膜目前尚处在小批量生产阶段,还需要大量工作来实现其大规模应用。对于电堆来说,要想进一步降低电池的成本,就必须进一步提高电堆的功率密度,也就是其工作电流密度。其次,提升整个电池系统的可靠性与集成度也是我们未来的研究重点。 


第二幕 浅谈科研经历及研究经验 


记者:您所开发出的非氟离子传导膜突破了全钒液流电池隔膜材料的瓶颈,并进入产业化推广阶段。不知您可否分享一下您idea的灵感来源? 

李先锋:谈起灵感来源,还是比较复杂的一件事。对于我来说,就是来源于求学到工作过程中的不断积累。我比较幸运,在合适的时间找到了适合自己的课题。我博士期间研究的是离子交换膜,在比利时做博后期间研究的是多孔分离膜,所以我既有做燃料电池膜的经验,又有做分离膜的经验。来化物所之后,开始从事液流电池隔膜研究,当时液流电池中的离子交换膜存在着一些问题,就是其中的离子交换基团会导致隔膜在电池中降解。其实,电池中离子交换膜的作用就是将钒离子和质子分离,我之前在比利时研究的纳滤膜也是将不同价态的离子进行分离,和传统的离子交换膜不同的是不含有离子交换基团,这就有效提高了膜的稳定性。所以说我的这个idea的来源其实就是我博士和博后工作的交叉,也就是离子交换膜和多孔分离膜的结合。灵感的来源和知识的积累是密不可分的。我当时在博后课题选择的时候,并没有继续选择燃料电池膜,而是选择了膜材料的其他领域,就是为了对整个膜材料的应用有个更全面的了解。 

记者:老师可否为我们介绍一下非氟离子传导膜的前景与挑战? 

李先锋:非氟离子传导膜这方面我们现在主要做的还是多孔离子传导膜。前景还是不是错的,因为它的成本很低,选用的都是传统的高分子材料,只需要调控孔径来实现钒离子和质子的分离,而且目前来看,膜的性能我们基本上已经做到极致了。但是挑战也很大,如何在放大生产的过程中保证膜的均一性,这可能是我们未来需要解决的重大问题。因为一旦放大体系,很多因素都会影响整个电池体系的性能,例如孔径分布、孔隙率等。 

记者:您在的研究过程中,肯定遇到过不少困难,您都是如何战胜这些困难的呢? 

李先锋:其实科研过程中遇到困难是非常正常的,因为我们做科研都是未知的。遇到困难不可怕,我认为最重要的一点是要坚信自己的研究思路是正确的,不然一旦遇到困难,你就会把你过程全部推翻掉。我在读博士的过程当中,遇到一些东西无法直接地去表征的时候,就会间接地找一些旁证去佐证它。我在吉林大学投第一篇Journal of Membrane Science时候,我们那边基本没有发过英文文章,审稿人让我直接表征磺酸在膜中的分布,当时我们的条件是达不到的,但是可以想一些办法,比如说将磺酸进行重金属染色,通过透射电镜这样简捷的手段来实现。所以说遇到困难的时候,一定要用心、大量地翻阅一些文献去找到解决的办法。同时,我坚信理论基础是非常重要的,尤其是本科期间学习的五大化学是非常有帮助的。我当时做膜的时候测试膜两边电场作用下离子的电迁移,开始的时候摸不到头绪,后来翻阅物理化学书发现其实很简单,电迁移的过程就可以做成一个浓差电池,通过浓差电势计算不同离子的电迁移。 


第三幕 浅谈生活习惯,人生信条与际遇 


记者:工作之余,您如何调剂自己的生活、缓解工作压力呢? 

李先锋:这不仅是对我,对现在整个大环境下的年轻人来说,确实是一个比较重要的问题。我们现在的工作压力确实比较大,并且在青年人的科研团体中,往往存在一个比较大的问题,就是工作和生活分不开。随时随地,生活就是工作,工作就是生活。我觉得这个是目前困扰我,也是困扰很多科研人员的一个大的问题。我这个人心比较大,一般的事情都不会太在意,并且每天晚上基本都会在十一点钟睡觉,睡眠质量非常高。至于说缓解工作压力,我觉得最重要的是对一件事情的看法,对任何事情不要钻牛角尖。我是2009年来到咱们化物所,走到现在,走了7年,如果我要是承受不了任何压力,想不开的话,不会坚持走到今天。如何缓解压力,我觉得任何事情都要想开一点,平时生活和工作尽量分得开,在生活、娱乐的时候,不要想工作。平时的爱好呢,我是非常喜欢打乒乓球的,这几年受时间限制,打得比较少。但是我认为平时有点运动还是比较好的,坚持下来还是不错的,虽然我自己这几年没有坚持好。 

记者:正如您刚刚也有所提到,来所的七年时间,您成功实现了副研究员到研究员,再到储能技术研究部代部长的快速飞跃,并获得了一系列的荣誉与成就。请问您的座右铭是什么呢?怎样的信念与品质帮助您一步步地取得了今天的成就? 

李先锋:(微笑)座右铭是吧,我还真没想过这个问题。这个座右铭在我年轻的时候有过,现在已经没有再考虑太多。我年轻时候坚信知识改变命运,但这也不算是一个座右铭了。我之所以对这句话感触比较深,是因为我来自于山东山村,叫沂蒙山区,条件还是比较艰苦的。我认为自己一步一步走到今天,就是知识改变命运。从求学,到大学,到读硕士,到博士,到国外去做博士后,再回来到大化所,我认为是一步一个脚印过来的,基本上是知识改变命运。现在说座右铭可能真没有了,但是我相信坚持是很重要的一点,还有对科研工作的热爱。我认为对一个人的发展来说,一是平台很重要,二是信念很重要。有一个好的平台,有一个好的工作信念,有一个好的工作态度,再要有一定的工作能力,我相信每个人都能做好。我还是很幸运的,09年加入当时叫燃料电池关键材料技术的课题组,当时这个平台刚开始做液流电池,其实是液流电池刚要开花结果的时候,我刚好找到了一个比较适合自己发展的平台,然后也找到一个非常适合自己的研究方向,非常切合我的知识背景,能够最大限度发挥我自己。涂磊有一句话说的非常好,说垃圾是放错位置的人才,最重要的找到一个合适的位置和适合你发挥的平台。我从来不认为我们这些博士们能力有多弱,每个人都有自己的优势,最重要的是有没有找到适合自己的位置,适合自己发展的方向。 


第四幕 人才管理以及对青年学者的寄语 


记者:近年来,您指导的学生发表了不少高水平文章。请问您是否可以跟我们再具体分享一下这方面心得? 

李先锋:我指导的学生也算不上发表了许多高水平的文章。我总结过在指导学生这方面,可能我们是在应用方面基础做的最好的,在基础研究方面应用做的最好的,有一些讨巧吧。我现在指导的这些学生当中,至少都做到还算不错,当然也是学生本身比较刻苦,这是不容置疑的。我培养学生有几点原则:第一,我不会放羊式的管理。因为我当年读博士的时候基本就是放羊式。放羊式的管理有自己的好处,能够真正培养一个学生的独立工作能力。我在读博士的时候走过许多的弯路,我的这个方向从来没有人做过,第一年我一共写过四篇英文文章,投出去以后没有一篇是中审的,为什么呢?因为完全是中式英文写的。后来我开始模仿一些文献的写法去写,慢慢才好一点。总之,每种培养方式都有它的好处,这四五年完完整整的博士经历,会教会我们知道怎样做科研。第二,我不会给学生太大的压力,不会压迫学生去做什么。我给学生开题之前,都会有一定的实验支撑,让前面的学生去把这个方向的可行性证实一下,保证这个课题能够进行下去。一方面是为学生负责,另一方面我认为是作为一个导师基本的素质。如果做的东西自己都不知道能不能做下去,而让学生去尝试,时间就那么短,尝试到中间,学生自信心都没了。第三,我会让学生在保证能够毕业的情况下,来发挥自己的主观能动性。比如说第一篇文章我可能会给他们设计好,基本上只要按照我的思路走,就会很快完成。把学生带进这个课题来后,就让他们根据自己的想法设计实验。我希望学生不要带着压力去做科研,只有在一个放松的心态去做科研,才会出一些成果。当然个人观点不同,有些人要有压力才有动力。 

记者:您认为对于我们这些刚入门的青年学者来说,需要具备的科学素养有哪些?对我们有着什么样的建议与期望呢? 

李先锋:其实读博士这个阶段,我非常赞同张老师在组会说的那句话,“我们教不了你们太多,你们也学不了太多东西,但是这个阶段能够锻炼一个人逻辑思维、科研思路”。做一个方向,从立题、题目的设计、到题目的执行,再到最终课题的总结,我相信这是读博期间最重要的锻炼,培养学生的科研素质,甚至以后走到工作岗位上,这也是工作能力的体现,比如对事物的分析能力,对事物的总结的能力。发表一篇文章,从思路的设计,到方案的执行、执行过程中出现问题、分析问题、解决问题,最终文章成功发表。我觉得作为学生来讲,这个过程中最重要的不是你所获得这篇文章和文章带来的荣誉,而是这个经历锻炼了你的能力。所以,我觉得作为一个青年工作者,秉承一种对科研的爱好,发现问题,并想办法去解决,这个素质非常重要。再一个就是前面提到的对科研的热情。比如说:今天做完实验非常渴望尽快看到结果,看到结果后又非常想往下走,或者知道这个结果的原因,或者知道往哪个方向走,这是一个真正的科研爱好者的想法。学生一定要珍惜学生时代,这将是你们今后发展的宝贵财富,也是美好的回忆。我看你们业余时间活动也很多,这是很好的,做实验当然也很重要,但是平时业余生活娱乐也要丰富多彩一点,学生之间的回忆是非常难得的。 


第五幕 对DNL寄语 


记者:可否展望一下未来储能技术对我们的生活会带来哪些变化? 

李先锋:其实,我们储能技术只是未来新能源发展的一部分。我们八楼有一个展板,写着“我们的事业,能源的未来”。储能技术的发展是顺应整个国际可再生、可持续的绿色能源的发展战略和趋势,希望我们的储能技术对整个洁净能源的发展做出一些贡献。储能技术不仅会给我们的生活环境带来更好的变化,更重要的是对目前国家正在进行的能源结构调整、能源改革起到促进作用,也会推进整个可再生能源的发展和应用。 记者:您对DNL国家实验室的未来有什么期盼和寄语? 李先锋:清洁能源国家实验室目前还在一个争取的阶段,这个平台对我们来说是非常重要的。我觉得可以借鉴一下美国国家实验室的模式,在能源的各个方向各有特色,在国际上有一定的位置,对整个国家的能源结构改型、能源结构调整真正能做点贡献,我觉得还是很重要的。



文/图 大连化物所研究生记者团 陈雨晴、戚惠颖、吴志连




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