科研访谈 | 何冠杰教授：“对失败的实验习惯的时候，离成功就不远了。”

2023-06-26 08:06

“话”学

何冠杰老师课题组的主要研究方向是水系电池、电催化材料与器件、先进表征及模拟。未来，他们计划开发新的多尺度表征联用技术，以促进新型清洁能源技术的创新和发展。本期科研访谈对话英国伦敦大学学院何冠杰教授，何老师希望加入课题组的学生能有独立思考和主动沟通协作的能力,在对科研有兴趣的同时也能具有批判性思维，勇于面对科研道路上的困难和挑战。

关于科研

如果让您用一个关键词描述您课题组的科研，您会用什么？可否请您说一下选择这个关键词的理由，然后简单聊聊您所在课题组研究方向以及期望吗？

回复：自主性。这包括课题组内部学生的自我管理、自我激励和自我学习等。独立思考与沟通协作是我课题组内部良性发展的两大基石。在平时和学生的交流过程中，我始终激励他们产生更创新的想法并肯定他们的科研思维，在必要的情况下给予具体建议，帮助他们建立学术自信与自主创新意识。时间久了，他们的科研思路逐渐开阔，学术自信得到了提升，自主意识也更加突出。我课题组成员会主动参加各种学术会议，广泛联系其他课题组进行合作和交流。逐渐地，他们做出了更多创新的工作，也将研究做得更加深入。我们课题组的研究领域主要为水系电池、电催化材料与器件、先进表征及模拟。未来，我们计划开发新的多尺度表征联用技术，以促进新型清洁能源技术的创新和发展。

漫漫科研路上，除了文章压力，也同样充满了乐趣，可否请您分享一下科研过程中的一些感想、经历或者一件趣事？

回复：科学研究过程中所发现的乐趣是很多的，主要是在进行某项课题研究的时候发现了一个新的现象，这种实验中发现的新现象往往帮助我们发表更具有创新性的成果，同时我们也需要善用其他课题或者研究手段的思路扩展到新的体系。例如最近我们做了一个关于利用重水作为锌离子电池电解液添加剂的工作。课题组因为有预定分析纯的重水应用于核磁表征，受到基础化学知识的启发，我们开展了这项工作。我们发现除了重水的低扩散性、更强的配位和更强的氢键网络，我们同时发现重水生成的水合副产物与之前所有报道的水合副产物不一样，这也促使我们后续开展的一个新的研究课题。

在研究道路上遇到过最大的挑战是什么？您是怎么应对和克服的？

回复：最大的挑战之一是在电池课题研究过程中产生的不确定性。我们控制了几乎可以想到的所有变量，包括药品厂商，批次，实验室温度，电解液浓度等，并且进行大量对照实验，确保实验结果重复性。我们正在优化电池组装工艺，来提高锌离子软包电池的性能和重复性。

请您分享一下近六个月您读到最有趣的研究文章，您觉得有趣在哪里？

回复：包淑娟和范红金老师课题组的一篇关于水系锌电的文章。他们发现Zn-MnO2电池的正极反应机制为质子嵌入导致生成的副产物与电解液里的Mn2+之间的反应，因此只需要正极可以吸附质子就能够完成类似锌锰体系的充放电过程，不一定需要MnO2。他们用到了ZnO，MgO，CaO等不太像电极材料但是可以吸附质子的材料作为正极，实现了类似的机制。这篇文章的设计非常巧妙。

希望未来加入课题组的学生具备什么样的品质特征？对加入课题组的学生有什么要求？

回复：首先，对科研抱有浓厚兴趣，具有批判性思维的学生是我们所需要的。第二点是，我们希望他们有扎实的英语基础，能够熟练地写作和口语表达。第三点，也是我努力引导组内学生建立的特质，就是具有积极自主的性格和较强的交流合作意识。这些特质将有助于他们在科研工作中获得更多的成果，同时也能够促进整个团队的进步。

课题组一般会有怎么样的特色活动，更加锻炼团队精神？

回复：我们的活动比较丰富，常规的活动包括一起聚餐，在公园踢足球，打羽毛球，乒乓球等，去山上和海边一起徒步。下班后，我也会时常组织组里来自各个国家的学生与我的英国本地朋友以及领域内的相关学者一起喝酒聊天，也带他们逐渐习惯和融入当地的生活习惯和休闲氛围。我希望让他们愿意聚集在一起，把课题组的“同事”，“同学”当作自己真正生活中的朋友，而不是一座座的孤岛。

漫谈人生

是什么机缘让您想成为化学研究领域的一员？

回复：首先我的本科科研经历给了我从事新能源行业研究的基础，近年来蓬勃发展的储能产业和全球政策的支持进一步吸引我从事相关的研究。

如果没有在化学领域而做其他工作的话，您觉得您会从事什么，为什么？

回复：国际经济与贸易。我本科期间也是获得了材料和国际经贸的双学士学位。化学是一门广泛应用于工业生产和国民经济各个领域的学科，因此，化学专业的学生往往也关注着国际贸易政策和市场情况，以便更好地了解所在行业的发展趋势和机会。

在研究道路上，什么是激发您内心坚持与前进的动力，成就感来自于什么？

回复：对于一位科研工作者来说，在研究过程中发现新的现象和理论总会让我产生非常大的兴趣和成就感，并且在讨论之后，我们能够把这些理论结合系统性思维整理成对于领域内有借鉴意义的工作并推进产业化发展，这也让我认为我们在进行的研究非常有价值。

除了相关科研工作，请问您平常的兴趣爱好是什么？

回复：平时主要喜欢游泳或者力量训练，对我来说是个很好的放松的机会。另外也会约朋友一起徒步，呼吸呼吸新鲜空气，看看大自然的景观，帮助缓解科研的压力。

想对刚入行的青年学者说的一些话或给化学研究领域后辈一句鼓励的话语。

回复：对失败的实验习惯了，离成功就不远了。

请分享一件你读博士期间最痛苦的经历或者最有成就感的事情。

回复：最有成就感的事情是博士期间刚开始做储能材料的时候，在我博士导师课题组是一个新方向。实验室设备就只有一台电化学工作站。在博士期间，我带着当时组内的同学逐渐开展储能和能量转化的研究新方向，在毕业前完成了一整套电化学储能和能量转化测试和表征平台的搭建。

可否请您与我们分享一下科研道路上或者生活中对自己影响最大的一个人，一件事，或是一段经历？

回复：我想分享的是对我科研影响最大的一个人是我博后期间的合作导师Dan Brett教授。当时我刚开展博后工作时，我不太积极主动和周围同事聊天，英语口语和听力也和本地人有较大差距。Brett教授有自己的氢燃料电池公司，他和科研以及企业界的合作伙伴交谈项目时，经常让我共同参与。虽然开始时我还不能完全听懂他们聊的话题，并且口语不是很好，不是很愿意表达。但是交流次数多了后，我耳濡目染，观察他们聊天的主题，如何制造话题。时间久了，慢慢的也就变得更愿意找别人交流合作，听力和口语也有明显提升，这对我在英国找到独立教职帮助很大。Brett教授从来也不会批评我，都是鼓励式教导，这也是我现在指导学生的风格。

奇思妙想

如果您能和历史上一位著名人士共进晚餐，您会想要和谁呢，为什么？

回复：爱因斯坦。我想当面问问他，是如何想到如此抽象的相对论的。它描述的时间膨胀和光速不变原理等令人难以理解的概念，后来皆被证明对现代物理学的发展至关重要。

如果您有一个超能力，你会想要拥有什么，原因是什么？

回复：感知三维空间内各种场流动和变化的能力。我想在无损状态下看看电池运行过程中导致容量衰减的本征因素。

如果您即将要流放到一座孤岛，并可以带任意三样物品，请问您会选择哪三样？

回复：既然是假设的话，那我希望带一台带有足够飞回国的燃料的直升飞机，一个相机，和充足的生活供给。这样的话我可以记录下孤岛的全貌，方便日后可以在这里建立大型的光伏电站及储能配套设施。由于孤岛没有并入电网，这与当前许多联合国设立的难民基地的状况类似，我们可以利用孤岛成为下一代离网配储技术的研发实验基地，推进解决离网配储的技术难题。

如果您获得了一千万，您会想要如何处理这笔资产？

如果获得了一个亿资产，您又会想要用这笔钱来做什么呢？

回复：如果有一千万我可能会购买优化水系电池包组装工艺的相关设备。如果有一个亿，我应该会成立一个基金会。这么多年来我看到了优秀的科研工作者为资金的问题而没有获得他们应得的工作科研机会，没有发挥出他们的才能，令人唏嘘。

如果可以对十八岁的自己说一句话，您会说些什么？

回复：坚定自己的选择，勇敢向前走吧。

如果让您提一个问题采访自己，您会提什么问题？您又会如何回复呢？

问题：从事以前常调侃的四大天坑专业之一的生化环材的化学方面的研究，你后悔吗？

回复：不后悔，在做出新的研究成果和对领域内做出有意义的贡献所带来的成就感，是我人生路上的精神财富。电化学储能和能量转化也是非常火和必要的研究方向，拥有很好的就业前景。

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