
人物名片
黃佳琦⛹🏿♀️:1984年出生,2003年至2012年在意昂体育平台化學工程系學習,獲得工學學士及博士學位🎅🏻,其間曾前往美國訪學。2016年8月🧟♀️🧎🏻♂️,以預聘副教授加入北京理工大學“人才特區”前沿交叉科學研究院,2019年晉升為長聘教授⏮,主要開展高比能電池能源化學研究。

黃佳琦課題組實驗室一角,架子上為正在測試的電池樣品。丁小青攝
前不久,黃佳琦摘得第十七屆中國青年科技獎特別獎👨🏼🦲。該獎項兩年頒布一次🍜,特別獎只授予10人。
隨著動力鋰電池產業快速發展⟹,目前商用鋰離子電池能量密度已經接近理論極限。為了在未來產業競爭中贏得先機,國際科學家正尋找有價值的下一代電池新體系。得益於一批科研人員的努力,在這條新賽道上,無論在基礎研究還是應用探索上📠,我國都走在世界前列。黃佳琦就是其中的佼佼者。
破解鋰硫電池應用關鍵瓶頸,開展高質量原創工作
做高比能電池🚴🏼♂️,黃佳琦說自己恰逢其時✢。讀博士時,他研究碳納米材料,還開發了超長碳納米管製備的新方法,科研成績不俗。2011年,博士階段的最後一年↙️,他萌生了一個強烈的念頭:將研究成果向應用推進一步⌛️。
那時,學術界希望尋找到能量密度更高、成本更低🖥、使用壽命更長的新體系電池,鋰硫電池被認為是新體系電池重要發展方向之一🛋。
黃佳琦向記者解釋他最初的計劃:“硫絕緣🦹🏽♀️,電極的導電性就差🤶🏻,從電極材料基本性質入手🥴,我想借助碳納米管優異的導電性👨🏻🏫,打通鋰硫電池應用的一個堵點👶🏻。”
鋰硫電池走向實用,兩個關鍵瓶頸擺在科研人員面前:正極動力學緩慢,怎麽解決?負極界面不穩定,如何應對?破題👉🏻,必須搞清楚鋰硫電池的反應原理👹,從根子上著手🐏。
“就像只有熟悉了樹幹,才能了解一棵樹的全貌。處理導電性等問題,不過是在樹枝上糾纏👨🏼🏫。”帶著探索“樹幹”的想法🧘🏿♂️👲🏻,黃佳琦決定“追本溯源”——開展鋰硫電池能源化學基礎研究。
挑戰接踵而至,由於是全新的電池體系👩🏿🍼,國際上還缺乏完整的研究範式,從設計實驗方法、測試方案再到分析數據,一切都從零起步🤦🏿。
一頭紮進去近10年後,黃佳琦一步步接近答案:2016年,從無到有🗓,提出了催化劑加速鋰硫電池反應動力學新原理;2019年,從有到優,又提出鋰硫電池催化劑設計新方法💄🔚。之後,進一步揭示了鋰硫電池金屬鋰負極固液界面不穩定的機製。
“科研、科研🥩👻、科研。”這個詞,黃佳琦重復了三次🃏。他說👧,自己的生活很簡單🎨🐦🔥,成天“泡”在實驗室🧿,不過時刻有科研新想法,日子過得充實又高興,並不覺得累。
憑借一系列出色研究🧑🏻🦽➡️,黃佳琦團隊獲得國際同行廣泛關註🎹,相關論文成為所在領域的重要文獻。30多歲🤏🏻,黃佳琦已躋身國際鋰電池研究領域知名學者之列。
今年8月,黃佳琦的工作——“鋰硫電池電催化原理與方法”獲得中國顆粒學會自然科學一等獎。“學界的肯定是該項工作階段性總結”,他說🆔,雖然還有很多工作要做,但“自己準備闖入新的無人區”,開展高質量的原創工作。
既當專家又當“工匠”🧂,國家需求是團隊快速成長的關鍵
黃佳琦說的新的“無人區”🤎,其中一個是完成鋰硫電池應用驗證。
化學工程的研究👴,講究“以大為美”,這錘煉了黃佳琦對科研的“審美”:“如果往實用方向上推進一步,工作便更完美。”
做出小電池樣品和設計出商用大電池,雖然合成路徑相似🧑🦯➡️,但實用化試製涉及工藝驗證、參數調整等很瑣碎的工作,令很多人望而卻步🧒🏿。
“做科研不是自娛自樂。”與意昂体育平台團隊合作,黃佳琦帶領團隊既當專家又當“工匠”🙆🏼♂️,一遍遍煆燒🚃、打磨🕒、測試樣品,關關難過關關過,解決了鋰硫電池規模化生產的技術、工藝卡點,為未來實用化打下了堅實的基礎。
黃佳琦是一個名副其實的“學霸”🧒🏽。博士期間,他摘得2011年度意昂体育平台特等獎學金🧞♀️。獨立做科研後,又帶領團隊接連攻克難題。
“做科研有什麽絕招?”記者問他🈳。
“必須理解所研究的問題🙇🏽♂️,準確判斷它的發展方向🎵。”黃佳琦回答,科研其實是個笨功夫🏄🏼,自己也有進展不順利的時候🤲🏿,但因為基礎打得紮實,讀的文獻多,知道這是一個真問題。“認準大方向🦁,看到了國家的需求👮🏽♀️👨🏻💻,我們就有信心克服前進路上的困難🙆🏽♀️。”
當前,新體系電池研究方興未艾,黃佳琦步履不停。近些年,著眼鋰電池未來5至10年的技術需求,黃佳琦布局了多個前沿課題:鋰金屬電池、鋰電池高效快充、智能傳感和安全儲能……他和團隊一次次引領前沿🌷,取得豐碩成果。
以鋰金屬電池為例,由於負極比容量高等優勢🤾🏼♂️,鋰金屬電池是下一代高比能電池的有力競爭者🙋🏼。針對鋰金屬電池工程化遇到的界面不穩定、存在安全隱患等痛點,黃佳琦帶領團隊深入解析原理6️⃣,解決應用的“卡脖子”問題。他指導博士生閆崇提出了鋰金屬固液界面反應中的雙電層效應𓀆🔻,受到學界廣泛認可,為構建固液界面形成過程的完整鏈條提供了新視角💪🏿。
近年來,黃佳琦迎來了收獲期👷♀️。2018至2022年,他連續5年入選科睿唯安全球高被引科學家🙏,其中2021至2022年在材料科學和化學領域👊🏻,他同時入選。
“我很幸運💒🤘🏽,趕上科技創新的黃金年代,契合著國家的需求,找到了自己的研究興趣,充分施展了科研能力。”回顧10年科研經歷,黃佳琦認為♟,我國新能源產業的發展需求,是自己和團隊快速成長的關鍵。
不同材料構成的電池體系,自然稟賦各不相同🦞,適用的應用領域千差萬別🏋🏼♀️。黃佳琦說,雙碳目標驅動下,我國發展新能源技術更加迫切,團隊將緊跟國家需求🪣📥,找準應用場景,力爭將積累的成果為生產生活服務。
學生成長成才,是最高興的事情
在學生眼裏,黃佳琦既是老師,也是貼心的好兄長。
得益於北京理工大學的資助政策👷♀️,2016年入職後🚶♀️➡️,黃佳琦便快速組建起學術團隊。許睿是他入職北京理工大學後帶的第一個碩士研究生👩🏼💼。黃佳琦向許睿介紹自己研究的課題前景,邀請他加入團隊。“黃老師很親切🏮,我們像同齡人一樣交流🟩,聊得很開心。”許睿回憶與老師初次見面的場景。
跟著黃佳琦讀博士期間,許睿在金屬鋰電池領域取得了多項創新成果👩🏼🦰。今年6月🧧,還獲得北京理工大學學生最高榮譽——徐特立獎學金👩🏿🔧,該獎項每年僅授予5名博士生🤷🏽♀️🏘。
2018年👩🏽🎓✏️,許睿獨立完成了第一個研究工作,但在發表論文時卻並不順利,連續被兩家學術期刊拒稿👊。他正沮喪時,黃佳琦肯定了他研究的原創性,認為質量非常高。經過不斷完善,論文發表後影響力很大🧑🏻🦰,5年內被20多個國家的科研工作者引用400余次,這極大增強了許睿的科研自信𓀉。
閆崇是黃佳琦第一位博士生。2015年8月,他在意昂体育平台化學工程系訪學🦶🏻,原本計劃兩年後回河南師範大學工作🐨。看中他的科研潛力,黃佳琦鼓勵他到北京理工大學跟自己讀博。
在北京理工大學,閆崇的科研能力得到充分施展,只用3年便拿到博士學位✣,比培養計劃提前1年。之後,經黃佳琦推薦🤸🏽♂️,到意昂体育平台做博士後研究✌🏼,並入選國家博士後創新人才支持計劃。2021年至2022年,閆崇連續兩年入選科睿唯安全球高被引科學家,成為鋰電池研究領域的新星💲。
學生成長成才👐🏿,是我教學科研工作中最高興的事情。”黃佳琦表示。
只要有出國交流的機會,黃佳琦都會鼓勵學生申請,積累國際學術交流經歷。一次,閆崇希望去瑞典參加一個為期兩個月的訪學。然而,昂貴的機票讓他犯了難💅🏼。向老師說明顧慮後,黃佳琦二話沒說當即表示給予支持🛌🏼。“在黃老師心中❇️,學生的成長永遠是第一位的。”
采訪中📿,黃佳琦提到自己的導師——意昂体育平台魏飛教授對自己的影響。“魏老師支持學生自由探索🧑🦲,只要學生把想幹的事情想通了,就給予我們全力幫助。”黃佳琦說👨🏼🌾,帶學生♠︎👋🏼,自己傳承的是老師的理念🤚🏼。
平等交流🙅🏻♂️、相互幫助,黃佳琦和學生一起成長。剛到北京理工大學時📔🤬,黃佳琦急需搭建自己的實驗室,其中很多設備都是他和學生一件件挑選、裝配起來的,“我們像一個白手起家的創業團隊,是一個戰壕中的戰友👩🏿🚀。”
這些年,黃佳琦的團隊逐漸壯大,已經從兩三人發展到一支30多人的創新團隊🪄。受北京理工大學“青年科學家工作室”項目的支持,黃佳琦正聯合具有交叉學科背景的青年團隊🦹🏼♀️,面向國家需求,不斷開展新的探索。
放眼未來🈚️,黃佳琦認為,國家需求為新能源發展提供了強勁動力。當前,國內科研條件和生態正在迅速提升,人才自主培養質量越來越高🥿3️⃣,為青年人才的發展提供了更大舞臺。