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他让窗户玻璃能太阳能发电!年过7旬,被称为“光能转化探索者”

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发表于 2019-5-5 21:37:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
文章来源:北晚新视觉网
他是我国著名的高分子化学、物理化学专家,多年来持续专注于电化学和聚合物太阳能电池领域的研究,多项成果获得国家自然科学奖、北京市科技技术奖。
进入新世纪以来,他带领团队投入聚合物太阳能电池光伏材料的研究,在延续其柔性、半透明优势的同时,大大提升了该材料的光能转化效率,被称为“光能转化的探索者”。他就是中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员李永舫。
李永舫的成长经历并不轻松,从小在农村长大,29岁才考上大学。之后,凭着 “天道酬勤”的信念,他以坚强的意志走出了一条属于自己的科研道路。如今,古稀之年的李永舫仍然扑在教学、科研的第一线,每周都去实验室参与科研,期盼着能让阳光成为绿色能源真正走进千家万户。更令人感动的是,他还坚持给每一届中国科学院大学的本科生上《化学原理》基础课。李永舫说,这些孩子们是国家未来科技振兴的希望。
农药厂的“叔叔”考上了大学
李永舫生于1948年。对于名字中的“舫”字,他说还有一段渊源。自己出生时,父亲正从南京前往川渝地区公干,随同前往的母亲临产,他就降生在四川渠江上的一条船里。“后来起名字,就专门带了一个‘舟’偏旁,以示纪念。”李永舫说。
童年的李永舫跟随父亲回到了河南睢县老家,成为了农家子弟。他很聪明,从小学、初中到高中,学习成绩在学校一直名列前茅。当时,李永舫的梦想就是考上清华大学。但是,1966年高中毕业时,他却在“文革”的大潮中失去了高考的机会。1968年,李永舫回到农村做农民。两年后,一个偶然的机会,他来到县城的微生物农药厂当上了化验员。“想上大学,但是没办法,有时候厂里来大学生实习,不管是哪个学校的,我都非常羡慕。”李永舫说。
一晃到了1977年,29岁的李永舫业已成家,有了孩子。就在这一年,中断已久的高考重新恢复。得知消息的李永舫第一时间报了名。那一年,他和全国570多万考生一起走进了考场。虽然高中毕业已11年,但李永舫的知识积累并没有减少,加上充分的备考,最后四门科目总分超过350分,其中,数学考了99分、理化考了94分。就这样,他被当时的华东化工学院录取。
1978年2月,29岁的李永舫辞去了微生物农药厂的工作,告别父母和自己农村家里的妻儿,怀揣录取通知书登上了商丘开往上海的火车。这趟开往大学的“列车”迟到了11年半,也从此指引他走上了学术研究的道路。
年龄差异巨大是那届大学生的普遍特点。李永舫笑道,他们班既有他这样的“叔叔”,也有1960年出生,当时才18岁的小姑娘、小伙子,“同宿舍的6位同学里就数我年龄最大。”
八年时间完成本硕博“三级跳”
在大学里,李永舫攻读的是抗菌素专业。他坦言,自己最喜欢的是数学和物理。之所以第一志愿报考这个专业,与上大学前自己在微生物农药厂化验室的工作有很大关系,希望自己的工作经历能够增加被抗菌素专业录取的可能性。
象牙塔的学术世界向李永舫打开了全新的大门,他如饥似渴地学习,弥补已经错失的11年学习时光。不论严寒酷暑,李永舫坚持每天早晨4点起床,夜里10点就寝。当时的上海是全中国最洋气的城市,但是从农村出来的李永舫入学一年半,从没到市区玩过一次。
1979年,凭借优异的学习成绩,李永舫入学仅一年半就提前转入该校化学系物理化学专业攻读研究生。1982年,与他同届入学的本科同学年初大学毕业,而李永舫却在当年秋季获得硕士学位。研究生毕业后,李永舫来到复旦大学化学系继续深造,并在1986年取得了博士学位。
8年时间完成本硕博连读,这几乎是不可能完成的任务。可是,李永舫做到了。从一位庄稼汉到一位科研学者,他完成了蜕变。用李永舫的话说,这靠的是天道酬勤。
1986年,李永舫进入中科院化学所,跟随钱人元先生进行导电聚合物电化学方面的博士后研究。1988年,他留在化学所工作。在此后的30年间,李永舫一直致力于共轭高分子和聚合物太阳能电池光伏材料和器件的研究,并取得了丰硕的成果。从学至今,他先后发表SCI科研论文700多篇,绝对属于高产学者。2013年,李永舫成为中国科学院院士。
让窗户玻璃也能太阳能发电
新世纪以来,环境和能源问题越来越受到社会各界关注。随着自然化石能源的不断减少,人类将目光投向了风能、太阳能等清洁和可再生能源,相关的技术研究在不断进步。现在,不少地方都能看到一块块蓝色的太阳能电池面板,吸收光能,转化成电能。
李永舫说,这些面板大多采用了传统硅基太阳能电池,优点是能源转化效率较高,缺点是原材料生产和纯化过程耗能高、对环境有污染,同时价格也相对较高。近年来,越来越多的科学家将研究的目光投向有机聚合物光伏电池,除了因为其重量轻、价格有望降低之外,最重要的是可以制备成柔性和半透明产品。“我们可以把柔性和半透明聚合物太阳能电池做在窗玻璃上,透光、发电两不耽误。或者做在车窗上,利用阳光发电,夏天给车内降温、冬天给车内升温,甚至直接做成可穿戴电源设备,带着‘发电机’‘空调’随时出发。”
2000年,李永舫刚进入这一研究领域时,有机聚合物太阳能电池的光电转换效率非常低,只有1%左右。为了提高效率,他与研究组工作人员从聚合物光伏材料的分子设计入手,克服重重困难,使聚合物太阳能电池的光电转换效率逐步提高。现在,实验室小面积器件能量转换效率已经突破16%,“实际应用的转换效率也有望达到15%左右。同等重量下,太阳能转化效率可以达到传统硅基太阳能电池的数倍。”
李永舫说,下一步的研究目标,将是解决有机聚合物太阳能电池稳定性和大面积制备的技术难题,达到大规模产业化应用的目的,“我这一生最大的愿望就是实现有机聚合物太阳能电池的应用,让阳光成为绿色能源走进千家万户。” 给本科生讲基础课从未缺席
2014年国科大开始招收本科大学生。李永舫多了一项新任务,给本科生上《化学原理》课。这门课是所有化学专业学生的必修基础课,安排在大一年级,非常重要,李永舫很重视。至今每年给本科生上化学基础课,他从未缺席。
上周,记者在国科大玉泉路校区听了一堂李永舫的课。下午3点20分开始上课,李永舫拎着包提前10分钟来到了教室。他从包里取出教材、激光笔,把装有课件的U盘插进多媒体教学系统。上课铃声响起,李永舫开始授课。当天,他讲的是电化学中的氧化还原反应。李永舫语速不快,娓娓道来,但是知识点衔接非常紧密,讲台下学生安静听讲,没有人开小差。
讲课过程中,李永舫没有拘泥于知识传授,而是处处结合了现代技术应用。比如:讲到“盐桥”在电池中构成离子流通道的作用时,他告诉在座的学生,实际使用的电池因为追求高能量密度、体积微小化,不采用“盐桥”技术,而是采用隔膜,实现电子绝缘、离子导通。
从3点20分到5点下课,100分钟的课程,71岁的李永舫全程站立,没有休息。下课后,他认真给有疑问的学生答疑,直到学生们陆续散去,才用手捶了捶后腰,整理教具,提起包走出教室。
除了上课,李永舫这些年还走进福建、浙江、湖南、四川、河南等省份的数十所中学,与学生们座谈,分享自己“热爱+用心+努力+认真=成功”的人生感悟,介绍中国科学院大学的魅力。李永舫说,自己很珍惜跟年轻人在一起的时光。在去年国科大开学典礼上,他作为教师代表走上讲台,告诉年轻人需要把精力百分之百地用到学习、科研和教学上,在当今的信息时代少玩手机,不玩电子游戏,不看与学习和科研不相关的网络信息和手机微信。“‘天道酬勤’是我最喜欢的古训。”李永舫说。
档案
李永舫,博士、中科院化学所研究员,2012年受聘苏州大学材料与化学化工学部教授。2013年当选中科院院士。现任中国化学会监事,英国皇家化学会会士,《高分子通报》主编、《中国科学 化学》副主编、北京能源和环境学会会长。
李永舫主要从事聚合物太阳能电池光伏材料和器件的研究,已发表研究论文700多篇,国内外学术会议大会报告和邀请报告120多次。发表论文已被SCI他人引用37000余次。
本文封面图来源于图虫创意
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