陳軍：深耕電池三十載

學者名片

陳軍，無機化學家，中國科學院院士。南開大學副校長、先進能源材料化學教育部重點實驗室主任。

最近，陳軍越來越忙了，被破格提拔為南開大學副校長之后，他的辦公桌上堆滿了待讀的文件。白天的時間總被公務排滿，他只能利用晚上或者周末與學生們在一起，每周一次的組會也不得不調整了時間。

對他的學生們來說，導師忙于學校公務并不意味著學生壓力的減小。博士生盧勇前不久發(fā)表的一篇文章，仍然被導師陳軍指導、修改了七八遍，哪個學生的課題進展、論文撰寫出了問題，都會很快被陳軍關注到。

在繁忙工作的間隙，陳軍向《中國科學報》的記者分享了他的成長、科研經歷。

學術生涯中最重要的人

對陳軍來說，電池是他學術生涯中最重要的關鍵詞。從1989年接觸電池研究算起，他已在這一領域耕耘了三十載。

“電池把儲存的化學能轉化成電能，研究重點在于提高轉化效率和儲存密度。我們的研究就是通過納米化學和能源材料的交叉學科研究，探索使用新材料，從這兩方面優(yōu)化電池效能，實現(xiàn)更高效的能量轉化，獲得更清潔的電能。”陳軍說。

他也確實做到了。他曾帶領團隊，在室溫條件下研制出了成本低廉、性能優(yōu)良的“可充鋅空氣電池”;研發(fā)出了高容量、高穩(wěn)定性的金屬氧化物電極材料，康奈爾大學材料化學家阿徹(Archer)評價其材料“已成為下一代鋰離子電池高能電極材料的研究范例”;他構建出“新型鈉/鎂—硫化物”電池，被該領域專家認為“在低成本和穩(wěn)定的鈉離子電池應用中展現(xiàn)出光明的前景”。

可在30年前，電池卻是個冷門方向，陳軍選擇電池研究也有些偶然。他回憶，在大三的一次考研動員會后，時任化學系系主任的張允什沒立即離開，陳軍便向他咨詢考研的專業(yè)。因為當時難以查詢到專業(yè)信息，老師就成了陳軍最信賴的人。張允什羅列了幾個本校的專業(yè)，并告訴他，“我是研究電池的，電池將來會服務人類。”

張允什老師一句話令他印象深刻：“人類社會是移動社會，而移動社會一定需要一個移動的能源，不可能走到哪兒都拉著一根電線，這個移動的能源就是電池。”正是這一席話激發(fā)了陳軍最初的興趣，選擇了無機化學專業(yè)的電池方向。

在陳軍看來，張允什是把他領進學術殿堂之門的啟蒙恩師，他一直心懷感恩。

跟種田相比，這點苦不算什么

確定專業(yè)之后，陳軍說自己像是進入了知識的浩瀚大海一樣。電池看起來普普通通，里面卻有正負極、隔膜、電解液等部分，而正負極是無機材料，隔膜是有機高分子材料，電解液是有機和無機的復合材料，每一個部分都不一樣，都需要學習。

“越學越感到自己的渺小，面對無窮的知識和困惑，只有兩條路：要么往前走，要么放棄。同行的很多人都退縮了，但我一直有強烈的興趣，從沒想過放棄。因為跟種田相比，這個苦不算什么。”陳軍說。

陳軍出生在一個地道的農民家庭，他從小就體驗過面朝黃土背朝天的生活。上大學以后，每年的暑假都要回去干農活，陳軍介紹說，早稻收割完，迎著大太陽插晚稻秧苗時最辛苦，田里都是泥水，沒法休息。而晚上回去還要把收回來的早稻打出來，常常要勞作到半夜。

“在后來的人生中，不論遇到什么苦，我都能保持樂觀。我總覺得，農活的苦我都受過了，這還算得了什么呢?”

市場最能催生科技的發(fā)展

陳軍覺得自己是幸運的，他見證了電池從冷門到熱門、一代代從實驗室研究到產業(yè)化應用的發(fā)展歷程。

上世紀80年代末到90年代，隨著“大哥大”的出現(xiàn)，市場對可充電電池如鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、鋰離子電池等的需求越來越大，陳軍跟隨導師張允什，在進行基礎研究的同時也與產業(yè)相結合。

“當一種科學技術碰到市場時，就會很快催生它的發(fā)展，歷史上的科技革命都是這樣。”陳軍說。

對于如今有著廣闊前景的新能源電池，陳軍認為無論是在電動汽車還是在可再生能源規(guī)模儲能領域，現(xiàn)在還不能滿足高容量等需求。“如果想要高容量，就要在車上裝很多的電池，這很不現(xiàn)實。而在可再生能源規(guī)模儲能方面，電池容量還差得太遠。”

另外，電動汽車電池壽命短、造價高，主要依靠國家補貼不是長久之計，還要通過技術創(chuàng)新來破題。他也一直在做這樣的努力，這個領域需要潛心研究和產學研深度融合。

最近，陳軍和團隊正在利用豐富的碳、氫、氧元素，研制目前有機電極材料容量最高的環(huán)己六酮，并開展其電池應用基礎研究。他希望未來能夠研制出高效清潔、容量更大、成本更低、壽命更長的電池，同時通過產學研合作，獲得規(guī)模化的應用，造福人類社會，這也是他一直以來的人生目標。