蔡克迪：一生電化學(xué)情

九層之臺(tái)，起于壘土；千里之行，始于足下。也許在渤海大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副院長(zhǎng)、遼寧特聘教授蔡克迪看來(lái)，他只是一名普普通通的科研工作者，但他卻做著并不普通的事。多年來(lái)，他與團(tuán)隊(duì)在鋰空氣電池、超級(jí)電容器及燃料電池等領(lǐng)域里一步一個(gè)腳印，始終堅(jiān)持著自己的科研初心。

風(fēng)雨科研路

1982年出生的蔡克迪，是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的“80后”，在他身上，有著屬于那個(gè)年代特有的率直與純粹，但深入交往后，就會(huì)被他身上一絲不茍與嚴(yán)謹(jǐn)堅(jiān)韌的科研態(tài)度所吸引。在科研上，他始終是個(gè)“有心人”。

作為渤海大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副院長(zhǎng)，蔡克迪和電化學(xué)有著千絲萬(wàn)縷的緣分。多年來(lái)，他一直圍繞電化學(xué)方向進(jìn)行相關(guān)研究，從本科到博士，到進(jìn)入渤海大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院工作，再到在清華大學(xué)從事博士后研究工作，以及遠(yuǎn)赴德國(guó)馬普學(xué)會(huì)弗里茨哈伯研究所做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，電化學(xué)是他始終繞不開(kāi)的話(huà)題。

科研無(wú)止境。他先后主持參與了國(guó)家自然科學(xué)基金、遼寧特聘教授支持計(jì)劃、原“863”計(jì)劃等項(xiàng)目的研究工作，并取得多項(xiàng)突破性成果。成果還先后在Acs Appl Mater Inter、Electrochem Commun等國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文60余篇。

所研就要有所用。據(jù)悉，蔡克迪取得的多項(xiàng)科技成果已得到轉(zhuǎn)化，直接或間接經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)近千萬(wàn)元。無(wú)論榮譽(yù)有多少，頭銜有多大，蔡克迪一直腳踏實(shí)地，扎實(shí)前行。

征程萬(wàn)“鋰”

榮譽(yù)加身的蔡克迪，究竟是怎樣一步步在科研路上越攀越高的？都說(shuō)“術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻”，蔡克迪在電化學(xué)領(lǐng)域也有自己的專(zhuān)攻，那就是鋰空氣電池。

隨著科技發(fā)展的突飛猛進(jìn)，人們的衣食住行越來(lái)越離不開(kāi)能源的支撐。其中，有持續(xù)功能的電子設(shè)備在任何領(lǐng)域里都至關(guān)重要，對(duì)電子儲(chǔ)能設(shè)備改進(jìn)，簡(jiǎn)而言之，就是對(duì)電池進(jìn)行“大換血”，是科研學(xué)者的頭等重任。蔡克迪所研究的鋰空氣電池是一種用鋰作負(fù)極，以空氣中的氧氣作為正極反應(yīng)物的新型化學(xué)電源。可千萬(wàn)不要把它和鋰離子電池搞混，其具有更高的能量密度，且氧氣可以輕而易舉從環(huán)境中獲取不用保存在電池里。

蔡克迪看到了鋰空氣電池的巨大研究?jī)r(jià)值，他與團(tuán)隊(duì)齊心協(xié)力，在鋰空氣電池的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、復(fù)合電解質(zhì)的配制、三元梯度催化行為以及電極界面老化機(jī)制等多方面進(jìn)行了有益的探索。

經(jīng)過(guò)多年研究，團(tuán)隊(duì)制備了疏水型離子液體基復(fù)合電解質(zhì)材料，發(fā)現(xiàn)了電解質(zhì)的氧還原峰值電流與掃描速度的平方根存在較好的線(xiàn)性關(guān)系，實(shí)驗(yàn)過(guò)程還對(duì)掌握和分析放電過(guò)程起到了巨大幫助。經(jīng)電化學(xué)測(cè)試，其首次放電平臺(tái)為2.5V，比容量為1300mAh/g，電池連續(xù)工作可達(dá)到75天。

為了進(jìn)一步提高電池性能，團(tuán)隊(duì)采用真空直流電弧法制備了Mn3O4/MnO等過(guò)渡金屬氧化物，并構(gòu)建了三元梯度催化結(jié)構(gòu)，使鋰空氣電池可以穩(wěn)定循環(huán)56次，并獲得了較高的能量密度。

勤思才能有突破。團(tuán)隊(duì)與德國(guó)馬普學(xué)會(huì)仝鈺進(jìn)博士合作的基礎(chǔ)上，在研究有機(jī)小分子在電極界面上的電氧化行為時(shí)，成功檢測(cè)到有機(jī)分子的弱吸附形式。但這離團(tuán)隊(duì)心中的最終研究目標(biāo)還有一定距離，為此，他們繼而對(duì)潛在的光譜幅度、氧化峰值位置以及原位循環(huán)伏安圖進(jìn)行全面分析，最終得出了有機(jī)分子在該界面上的直接氧化中間體。與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)針對(duì)鋰陽(yáng)極的材料特性，設(shè)計(jì)出一種雙通道多孔陽(yáng)極鋰空氣電池，該電池完全經(jīng)受住了電化學(xué)性能及壽命的雙重測(cè)試考驗(yàn)，目前正在進(jìn)行全面運(yùn)行測(cè)試。

科技是國(guó)之利器，蔡克迪佩戴這把利器在科研工作中循序漸進(jìn)，孜孜以求地探索著鋰空氣電池中更多的奧秘。