周敏,华中科技大学电气与电子工程学院副教授,从事面向电力应用的规模电化学储能技术的研究。近5年,以第一/通讯作者在Advanced Energy Materials、Applied Energy等期刊发表论文26篇,2篇入选ESI高被引。主持国家自然科学基金青年、面上等项目,作为核心骨干参与中国科学院学部学科发展战略研究项目。联合主编国内首部电工材料领域的中国学科发展战略丛书《先进电工材料》,参与编写钠离子电池专著1部。2019年入选中国科协“青年人才托举工程”。
电化学储能技术是实现“双碳”目标和构建以新能源为主体的电力系统的重要技术支撑。电化学储能技术的研究具有明显的交叉学科特性,真正实现电池技术的规模储能应用,需要电化学理论基础的深入分析,电极材料结构的创新设计以及电池体系的状态分析、寿命预测等。被托举人所在的华中科技大学电工材料与储能技术研究中心是一支由电气、材料、化学等多学科组建的典型交叉学科研究团队,前期研究面临的主要挑战是学生的学科背景差异较大,不同学科的研究相对独立,难以实现真正的交叉融合与融会贯通。
为了解决这个问题,我们牵头在全国电气专业增设“储能技术”课程模块,创办以储能为核心的特色理论课程《储能科学基础》、《能源电化学》等以及新工科模式下的专业实践课程-《电化学储能》科学训练营,加强电气学科学生的电化学、材料等学科的理论基础以及实践能力。进一步与南方电网、威胜集团等建设产-教-研融合储能研究平台,指导学生获得新能源汽车技术创新拉力赛、工信部储能大赛等系列奖项,努力培养具有交叉学科背景的复合型储能技术人才。
为了打破学科壁垒,实现电气、能源、材料、化学等学科的实质交叉与深度融合。我们积极与高压等离子体、强磁场等研究团队开展深入交叉合作,构建了电、磁、等离子体等多物理场电极制备与调控平台,研究了等离子体、磁场、电子束等物理场与电极材料、电池内部电化学反应的相互作用机制,提出了等离子体人工SEI膜定向构筑新策略。通过等离子体与化学场的耦合作用,在电极表面快速(3~10min)可控地构筑具有特定成分以及结构的富氟SEI界面膜;通过研究电-磁耦合作用下带电粒子扩散路径及动力学特征,发展了一种磁场调控枝晶剥离与电池修复再生技术,实现了兼顾高能量/功率密度以及长循环的新型电化学储能体系;基于上述学科交叉研究工作,被托举人获得电工理论与新技术领域“卓越青年”称号。
感谢青年人才托举工程项目给我们提供了良好的学术交流平台。在项目的支持下,被托举人多次参加国际/国内学术会议,并做特邀报告。通过与电气、材料、物理、化学等多学科背景的科研人员进行深入学习探讨,不仅拓宽了我们的视野,为开展创新性工作提供了新的思路。在学会的全力支持下,被托举人也牵头主办了中国电工技术学会第21期青年云沙龙“先进电化学储能技术与应用”,取得了热烈的社会反响,参会人数7000余人,获得中国电工技术学会“2022年度优秀组织奖”。
同时,我也非常感谢我的青托项目导师团队,给我的科研道路点亮了灯塔,也不断给予我精神力量。程时杰院士率先在国内倡导并积极推进储能技术在电力系统中的应用研究,倡导电气工程与材料、物理、化学、信息工程的交叉,扩展电气工程学科的内涵与外延。近年来,程院士牵头开展“先进电工材料”的发展战略研究,多少个周末与假日,看到老人家在没有太多化学背景基础的情况下,在办公室对着元素周期表逐一分析元素特点、材料的性质,应用于电工领域存在的问题与难点;我的博士生导师杨汉西老师,让我真正看到了什么是科学家的精神与风骨,在病魔缠身的情况下仍然坚持不懈地研究电化学基础问题、思考未来电池技术的发展方向,还定期给我们开展电化学基础讲座,让我们在内卷白热化的环境中有一个港湾栖息充电,积累继续前进的力量;我们科研团队的负责人蒋凯教授,一直身体力行地教会我生命不息、奋斗不止!告诉我永远要对自己有信心,绝对不要给人生设限,还要“吃得苦、霸得蛮、耐得烦”,好好做事,做好每一件不起眼的小事;还有我们身边很多优秀的同事,他们都是我前进路上的榜样与精神力量,激励着我不断挑战与突破自我,永攀科研高峰。