致力綠色高效新能源推動清潔低碳新環保
——記北京理工大學特立青年學者譚國強

謝更好

譚國強在UCLA校園留影

孜孜不倦求學路

“漫漫人生路，兩三站。渺渺風雨途，千萬阻！”從湖南大學、北京理工大學、美國阿貢國家實驗室、美國加州大學洛杉磯分校，再回到北京理工大學任教，前后16年，譚國強走過了一段漫長的求學之路。回想起來，他調侃說：“游學半生身雖老，歸來仍是赤子心。”當初與環境工程結緣，源于一顆熱切為環境保護做貢獻的心。環境是生存之本、發展之基，特別是對于中國而言，人口眾多、資源緊缺，環境治理是當務之急。上大學前，譚國強希望將來所學能對國家的環保事業有所幫助，于是他選擇了環境工程專業。

本科在湖南大學4年，譚國強一方面勤奮認真地學好專業技能，另一方面積極接觸不同領域的知識。在這段學習與成長的過程中，譚國強逐漸深化了對國家可持續發展戰略的理解，他開始認識到可持續性綠色發展技術對經濟發展與環境保護的重要意義。譚國強認為，要想真正實現投身環境保護的理想，學習開發新的綠色發展技術可能是助力環保事業事半功倍的一條捷徑。于是他在畢業階段開始思考新的研究方向，選擇考取北京理工大學化工與環境學院的研究生，雖然讀的還是環境工程，但是所修的具體研究方向轉向了綠色新能源技術，這也是北京理工大學的特色專業研究方向。“中國工業發展最初的模式是先發展后治理，早期國家優先考慮經濟發展，難以兼顧環境保護。”彼時譚國強認為國家的發展戰略已開始強調重視綠色清潔和可再生能源，所以他決定調整學習方向，由傳統的環境污染治理轉向綠色能源與環境技術開發。“可再生綠色能源技術，是立足于國家長遠發展戰略高度的前沿研究方向，也是實現經濟發展與環境保護完美兼容的一種高效途徑，這符合我對環境專業學習的理念。”譚國強說。

碩博連讀期間，譚國強師從國家新能源材料科學家吳鋒教授學習綠色二次電池技術。譚國強才思敏捷且勤奮好學，在導師的精心指導下，經過四年的刻苦學習與鉆研，他于2011年開發出一種新型固態化鋰二次電池技術，該電池技術的獨特之處在于它采用綠色離子凝膠固態電解質替代了傳統聚合物電解質，提高了電池的熱穩定性和環境友好性，相關成果發表在材料與化學領域頂級期刊Advanced Materials。該固態化電池構造新技術，能有效提升鋰離子電池體系的能量密度與安全性能，并為全固態鋰電池技術的發展提供了有力的理論指導和技術支持。這在當時是吳鋒教授團隊發表的第一篇影響因子超過10的頂級期刊學術論文。

2014年，譚國強前往美國阿貢國家實驗室繼續從事鋰電池技術的研發工作。“美國阿貢實驗室是全球最尖端的科學研究中心之一，它匯聚了來自全世界頂級的科學家，實驗室不招收學生，不授予學位，面向全球每年僅招聘極少數非常優秀的博士后進行高端科學研究或技術研發工作，崗位競爭異常激烈。”幸運的是，譚國強憑借自身過硬的專業技能與綜合實力，在導師吳鋒教授的推薦下成功進入阿貢先進電池技術研發部門。“吳鋒老師培養了我，推薦我去了全球最好的科研實驗室，師從頂級能源材料科學家K.Amine博士和陸俊博士（合作導師）繼續學習新能源二次電池技術。”時至今日，譚國強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師的悉心指導與栽培。

一絲不茍科研人

2019年年初，譚國強結束了海外的工作學習之旅，回到祖國。他選擇母校北京理工大學作為回國發展的起點，繼續在新能源綠色二次電池方面開展研究。電池系統作為新能源電動設備發展的核心技術，在新能源產業發展過程中起著至關重要的作用。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不同的用戶需求，形成產業鏈，走向市場。在這一巨大的市場需求下，開發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技術就顯得尤為迫切。譚國強作為研究骨干，曾先后參與國家原“973”計劃、美國能源部E E R E和U C L ADynavolt中美國際合作等項目，擁有4年海外科研工作經歷，對中美兩國國家新能源技術發展路線與政策和未來新型綠色二次電池關鍵材料與構造技術的研發與產業化發展方向都有較為準確的認知和把握。譚國強回國后的目標很明確，就是要充分發揮自身所學，推動新型綠色二次電池技術的進一步發展，特別是要努力推進該類研發技術從實驗室走向商品化應用，為國家的綠色能源與環保事業貢獻力量。

“我們最新的研發方向是將太陽能光-電轉換與電池電-化存儲技術結合起來，實現光-電-化三位一體的新型綠色能源技術。”譚國強解釋說，傳統太陽能電池是指通過光伏效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置，光能轉化為電能，要么被直接利用，要么轉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極之間往復遷移來實現電能與化學能相互轉化的電能存儲與利用裝置。以前的技術，太陽能是太陽能，鋰電池是鋰電池，它們是兩個獨立的裝置，而現在譚國強要做光-電-化一體化裝置，使其將太陽能轉化為電能后直接存儲在化學電源中。該技術有望大幅度提高能量的利用效率，同時也能有效降低生產成本，可使電力的供應更持久。舉例來說，只要有太陽光，新能源電動汽車可以在任何工況下接收太陽能，通過光-電-化一體化設備轉換成電能，再通過電化學反應機制實現電能的存儲與利用，從而解決電動汽車的充電和耗電問題。

“光電轉化與儲存是非常尖端的研究領域，主要考慮到未來的發展及需求。”譚國強說，這里的需求，包括軍用和民用兩方面。軍用方面，在未來的機器人、無人機、飛行器等設備上，一旦能夠實現長期接收光能并將其轉換成電存儲與利用，那么人工智能和航天航空領域將發生前所未有的變化。民用方面，越來越方便攜帶的電子設備和新能源交通工具，一旦能達到超長待機和續航的要求，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前的能源危機，促進產業的升級與經濟的發展，更是實現了清潔無污染的環境保護目標。譚國強清楚意識到任何研究最終都是要落地的，要成功地實現成果的規模化、產業化，綠色二次電池的大規模應用是成果轉化的最好體現，更能將軍用與民用的需求相結合，這也是北京理工大學科研工作的一個特色。“一旦成功，我們以后可能都不需要找充電器、找插座了。”譚國強對未來的發展圖景感到振奮。在接下來的研究中，譚國強提出要做更多原創性的研究。在過去的20年里，中國的科學研究發展很快，取得了許多科研成果和成就。但是，在基礎理論研究和重大技術突破的原創性理論上，卻少有屬于自己的東西。因此，譚國強接下來的研究重點是研發出屬于中國自己的光-電-化三位一體的能源轉化與存儲技術。

與導師K. Amine博士在Argonne合影

立志學成報效祖國

獨自，憑欄 斜陽，細影

春風，拂面 古木，連蔭

靜靜地 默默地

閉上雙眼 望向遠方

呼吸著 思念著

異國風韻 家國情懷

蝶飛，香露 忠義，孝悌

愛戀，芬芳 恪守，謹記

花開，流水 富貴，榮華

過往，云臺 處之，泰然

我自激揚，寫文字 我與這風，皆過客

燕鶯歌舞，慶盎然 三年期滿，報國懷

2015.04.28于芝加哥

談起在美國的4年，譚國強時刻不忘自己的初心與使命——學有所成，報效國家。在科研上，譚國強收獲頗豐。在美國阿貢國家實驗室，譚國強跟隨導師Amine博士主攻新一代高比能鋰二次電池技術，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，由他主導研發的高比能鋰-硫電池用Li2S@graphene材料獲得美國能源部U.S.DOE Battery500 Seeding Award獎勵資助，該電池技術已進入中試生產階段。

在教學上，譚國強也學到了很多先進的治學與教育思想。在阿貢實驗室的三年，Amine博士嚴謹務實的科研態度深深地影響著譚國強：實驗發現的現象需要反復驗證，獲得的數據需核驗，得出的結論一定要有實驗數據做支撐。只有這樣，最后的研究成果才能客觀、準確、嚴謹，經得起時間的檢驗。此后，譚國強前往加州大學洛杉磯分校，在合作導師盧云峰教授的指導下開始了解美國高校的育人方式。“離開阿貢后選擇去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，這對我之后回國當老師會有所啟發。”譚國強說他所有的朋友都知道，他去美國就是“學習”，他從未想過要留在美國或是去別的地方發展，他是一定要回國的。在譚國強看來，高校和實驗室是不一樣的，高校里最重要的是師生關系，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，譚國強參與到研究生和博士生的教學和培養工作中去，他深切感受到了作為一名教師肩上的重任——從學生的成長、學術水平到動手能力的提高，不一而足。

在教育中，譚國強最為重視兩點。首先重視學生在科研中的實事求是原則，他繼承了Amine博士嚴謹務實的科研態度：“Do what you say，say what you do（做你說過的，說你能做的）。”學生做了哪些工作，遇到了什么困難，最后得出了什么結果，譚國強都希望學生能如實地和他交流，于學生要關注其所遇難題，于自己當以身作則，把求真務實的精神傳達給學生。

其次是重視學生專業知識的積累和沉淀。“不管學什么，都要一步一步走扎實，打好基礎再去創新，不能急功近利。”譚國強非常關注和學生之間的交流。他想及時了解學生的進度，不懂的地方重點教導，在充分了解學生進度的基礎上，布置任務，循序漸進地推動學生的成長。譚國強認為基礎概念沒有弄明白就跑去做實驗，那么得出來的數據可能連自己都不能信服，結果如何能準確呢？

一絲不茍、實事求是的科研和教學態度是譚國強常年專注學術研究留下來的習慣，而從明年開始，譚國強將接替老系主任成為能源與環境材料系的新任系主任。現在的他一直在忙著提前熟悉系里的各項工作，在這個過程中他對自己身份和角色的轉換感觸頗多，因為他需要更多地站在全系的角度上考量問題。

適應當前的工作模式是譚國強目前面臨的最大挑戰。以前，他習慣于專注一事，花一天的時間寫文章整理資料也樂此不疲，但現在時間已被掰碎，長時間做一件事成了奢望。為了努力適應，譚國強說，下一步的工作重點是提高工作效率，學會分配工作，適應新的工作模式。但是不管工作內容如何變化，科研始終是譚國強工作的核心，也是他永不放棄的初心。

如今，譚國強在同事們的幫助下組建起自己的團隊。雖然團隊規模不大，但“麻雀雖小，五臟俱全”，大家各司其職，各盡所能，譚國強也在積極申請國家自然科學基金項目。關于未來的計劃，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。”在譚國強看來，這些新的事物就藏在國家的發展需求中，在祖國高速發展的列車上，哪怕只是做一顆小小的齒輪，也要以自身不懈的運轉助推這列快車的前行。這是他曾經遠游、如今歸來始終如一的理想，也是他未來科研的一切動力源頭。

“德以明理，學以精工”。北京理工大學的校訓也是譚國強最喜歡的一句話。探索真理為信仰，精深學術為祖國，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。