“我們的研究最大價值就(jiù)是突破了(le)目前同類研究的最高值。”面對評委尖銳的提問,一(yī)身(shēn)黑色西(xī)服的張春曉身(shēn)子(zǐ)筆挺,嘴角揚起自信而從容的弧度。熱情、嚴謹、充滿好(hǎo)(hǎo)奇與活力,校(xiào)長獎評議會上(shàng)的她使人(rén)印象深刻。
張春曉,能(néng)源與動力工程學院2020級博士研究生(shēng),師從李英傑教授。研究方向爲鈣基複合材料吸收CO2強化(huà)水氣變換制氫及耦合儲熱性能(néng)。立足于鈣基複合材料的優化(huà)設計與可控合成,創制了(le)一(yī)種新(xīn)型的中空微米管狀鈣基複合材料,突破了(le)鈣基材料強化(huà)制氫效率低(dī)和循環穩定性差的瓶頸,實現了(le)鈣基材料在強化(huà)制氫和儲熱中的梯級利用。以第一(yī)作(zuò)者在Applied Catalysis B-Environmental等高水平期刊發表SCI論文6篇,累計影響因子(zǐ)超64.5,在第二屆國際能(néng)源與環境會議上(shàng)獲最佳牆報獎。獲得山東省研究生(shēng)創新(xīn)成果二等獎、山東大學校(xiào)長獎、學術之星獎、國家獎學金(jīn)、優秀研究生(shēng)标兵等榮譽。
理(lǐ)論研究是基石
張春曉的研究方向是鈣基複合材料吸收CO2強化(huà)水氣變換制氫及耦合儲熱性能(néng),即利用鈣基材料碳酸化(huà)/煅燒循環在制氫過程中原位捕集CO2,促進制氫反應平衡正向移動,強化(huà)高效制氫,并且在制氫的同時實現CO2捕集,減少碳排放(fàng)。從能(néng)源動力領域的初學者,到實驗室裏跟随老師和師兄師姐不斷成長的科研人(rén),再到“鈣基材料捕集CO2強化(huà)水氣變換制氫機理(lǐ)研究”課題項目的骨幹研究人(rén)員,十年耕耘,一(yī)朝花開,張春曉在能(néng)源與動力工程專業的道路(lù)上(shàng)一(yī)走就(jiù)是近十年。而她選擇能(néng)源動力方向的原因卻顯得格外簡單:“高考填報志願的時候,我覺得這個專業能(néng)學的東西(xī)很多,又是‘能(néng)源’又是‘動力’的,還是我喜歡的工科。”抱着這樣的好(hǎo)(hǎo)奇心和求知欲,張春曉成爲了(le)一(yī)名能(néng)源與動力工程學院的本科生(shēng)。
本科階段的專業課程使張春曉對能(néng)源與動力工程專業的理(lǐ)解進一(yī)步加深,也(yě)使她對該專業的興趣越來越濃厚。大三那年,學院組織學生(shēng)參觀研究所和實驗室,張春曉第一(yī)次意識到雖然是同一(yī)個專業,不同的研究方向之間的差别居然這麽大,其中,李英傑教授的實驗室和研究課題給她留下(xià)了(le)深刻的印象。很快(kuài),她就(jiù)跟随着李老師走上(shàng)了(le)屬于自己的以低(dī)碳清潔能(néng)源爲主要方向的攀登之旅。
理(lǐ)論研究實驗周期長、成果轉化(huà)慢(màn),張春曉卻從未動搖過自己堅守理(lǐ)論研究之路(lù)的決心。她自信地說:“理(lǐ)論研究是基石。”理(lǐ)論研究關注的是學術的創新(xīn)性,成功的理(lǐ)論可以給出解決問題的科學指導,但(dàn)最終是否能(néng)實現工業應用則需要在理(lǐ)論研究的引導下(xià)綜合考慮實際條件、經濟效率和環境效益。“我們的理(lǐ)論研究是爲後續的工業技術提供方向的。就(jiù)像攀登一(yī)樣,理(lǐ)論研究者必須不斷探索理(lǐ)想的頂峰,工業應用才能(néng)在實踐中沿着這個方向摸索前進。”
近年來,我國一(yī)直将非化(huà)石、可再生(shēng)的清潔能(néng)源放(fàng)在優先發展的位置上(shàng),堅持綠色發展方向,推進能(néng)源的清潔利用,提出了(le)“碳達峰、碳中和”的“雙碳”目标,能(néng)源行業也(yě)随之向低(dī)碳、環保的新(xīn)能(néng)源方向轉化(huà)和靠攏。國家的支持、時代的機遇給了(le)張春曉很大的信心和底氣。随着“鈣基複合材料吸收CO2強化(huà)水氣變換制氫”研究方向科研成果的不斷湧現,李英傑教授和張春曉所在的研究團隊開始積極與其他高校(xiào)和企業合作(zuò)開展項目,希望盡快(kuài)推動理(lǐ)論研究成果向應用實踐領域轉化(huà),助力行業轉型,服務國家需求。“目前我們課題組已經在一(yī)定範圍内進行了(le)理(lǐ)論轉化(huà)應用的嘗試,但(dàn)大範圍的推廣還沒有實現。工業技術要在成熟之後才能(néng)逐步實現轉化(huà),這個周期确實比較長,但(dàn)是我們有信心。”張春曉的語氣充滿自信和堅定。
慢(màn)下(xià)來,是爲了(le)往前走
2022年,以張春曉爲第一(yī)作(zuò)者、李英傑教授爲唯一(yī)通訊作(zuò)者的論文“Microtubular Fe/Mn-promoted CaO-Ca12Al14O33bi-functional material for H2production from sorption enhanced water gas shift”在國際環境催化(huà)領域頂級期刊Applied Catalysis B-Environmental(IF=24.319)上(shàng)發表,這是張春曉科研攀登之旅中取得的重要成果。
從一(yī)粒種子(zǐ),到科研花開。爲了(le)突破研究瓶頸,取得創新(xīn)成果,從确定研究課題、搭建實驗台、到開展實驗、驗證實驗結果,張春曉用了(le)整整一(yī)年的時間守候這朵花開。在課題開展初期,張春曉就(jiù)遭遇了(le)這一(yī)方向普遍存在的研究瓶頸:鈣基材料強化(huà)制氫效率低(dī)和循環穩定性差。爲了(le)實現鈣基材料在強化(huà)制氫和儲熱中的梯級利用,張春曉查閱了(le)大量文獻資料,在前人(rén)浩如(rú)煙海的研究成果中尋找突破瓶頸的靈感。終于,她靈光一(yī)現提出了(le)從構建鈣基材料的特殊微觀結構和活性位點入手來尋找突破瓶頸的新(xīn)思路(lù)。“當時,我列了(le)寫滿一(yī)頁紙的想法,拿着這個找李老師一(yī)條條討(tǎo)論、分(fēn)析。”在導師李英傑教授的指導下(xià),張春曉排除了(le)一(yī)系列可能(néng)性較小的路(lù)徑,将主要精力集中于圍繞有較大可能(néng)取得突破的幾條路(lù)徑開展研究。在反複實驗中,張春曉立足鈣基複合材料的優化(huà)設計與可控合成,創制了(le)一(yī)種新(xīn)型的中空微米管狀鈣基複合材料,并在多種催化(huà)劑組合中篩選出最優解,最終取得了(le)理(lǐ)想的實驗成果。
對于張春曉來說,“實驗室-宿舍-食堂”三點一(yī)線是她每日生(shēng)活的常态。在簡約、單調的生(shēng)活中堅守理(lǐ)想,在重複、枯燥的實驗操作(zuò)中探索光亮,是她學術生(shēng)涯中的必修課。現在的張春曉,早已習慣了(le)這種純粹的生(shēng)活模式,相較于重複性實驗的枯燥,她更害怕的是多次實驗也(yě)得不到理(lǐ)想結果的沮喪。“我在實驗室的時候其實挺‘情緒化(huà)’的,有時候實驗結果不理(lǐ)想,我會下(xià)意識地喊一(yī)句:‘我失敗了(le)’。”實驗進展受阻時,張春曉也(yě)會偶爾給自己放(fàng)個假,去校(xiào)外消磨一(yī)天時光,或者看一(yī)部喜劇電影,使自己能(néng)在重回實驗室時保持一(yī)個良好(hǎo)(hǎo)的心态,從頭再來。除了(le)休閑放(fàng)松,和導師李英傑教授交流也(yě)是張春曉走出實驗“低(dī)谷期”的法寶,李英傑教授常常鼓勵遇挫的張春曉:“雖然實驗的結果不如(rú)人(rén)意,但(dàn)也(yě)說明我們發現了(le)問題,隻有先發現問題,才能(néng)進一(yī)步解決問題。”導師的鼓勵如(rú)一(yī)泓清泉,把千山萬壑的磨難化(huà)作(zuò)她繼續前行的力量。
保持好(hǎo)(hǎo)奇、堅持不懈,這是張春曉最爲看重的科研品質,她說,隻有保持好(hǎo)(hǎo)奇,積極探索,才能(néng)發現現有研究中存在的問題;隻有腳踏實地,堅持不懈,才能(néng)找到解決問題的新(xīn)方法和路(lù)徑。開展研究時,張春曉常常問自己:這個實驗的問題在哪兒?是什(shén)麽導緻了(le)這個問題?出現問題的關鍵在哪兒?我們如(rú)何才能(néng)解決這個問題?這是一(yī)個順其自然的過程,也(yě)必将是一(yī)個需要反複探索的過程。
“一(yī)加一(yī)大于二”
除了(le)在學術上(shàng)不斷攀登理(lǐ)想的高峰,張春曉在生(shēng)活中也(yě)不斷尋找“光亮”。對她而言,導師李英傑教授以及實驗室中每日相伴的“戰友”們,都是自己學習的榜樣。
李英傑教授是一(yī)位治學态度非常嚴謹的學者,這種做事(shì)認真細緻的師風深刻影響着她。“李老師是一(yī)個要求很高的人(rén),但(dàn)平時相處又很和藹,他總說自己就(jiù)是爲我們保駕護航的。”一(yī)開始,忙碌的科研生(shēng)活使實驗室的夥伴們常常會忘記鍛煉,這時李英傑教授會在微信群“曬”自己的運動記錄,半開玩(wán)笑(xiào)地向同學們發起挑戰,不知不覺,張春曉和許多同學都養成了(le)跑步的健身(shēn)習慣。
在這樣的氛圍下(xià),實驗室的大家不僅是同行的“創業者”,更是互相取暖的摯友。從懵懂認真的師妹,到獨當一(yī)面的師姐,張春曉總是能(néng)發現身(shēn)邊同學釋放(fàng)出的獨特光芒,她不斷收集着閃耀的光芒,也(yě)努力使自己變得熠熠發光。實驗室中,張春曉經常就(jiù)某一(yī)問題和同門展開交流,思維的火(huǒ)花常常會碰撞出“一(yī)加一(yī)大于二”的驚喜效果。生(shēng)活中,張春曉也(yě)時刻保持虛心學習的态度,她向一(yī)位師姐學習,每晚在便簽紙上(shàng)寫好(hǎo)(hǎo)“今日總結”和“明日計劃”,并貼在牆上(shàng)提醒自己,這對她的研究和生(shēng)活都很有幫助。每年年底的時候,課題組成員還會在李英傑教授的帶領下(xià)開展年終總結,大家會一(yī)起回顧本年度實驗室遇到的研究困難、取得的研究成果以及對未來一(yī)年的展望。2022年對張春曉來說是非常充實、收獲頗多的一(yī)年,雖然疫情等不可抗因素打亂了(le)她原本制定的年度計劃,但(dàn)在李英傑教授的建議下(xià),張春曉及時對研究計劃作(zuò)出調整,将後續不需要在實驗室完成的工作(zuò)提前開展,盡最大可能(néng)保證研究順利進行。她說:“過去一(yī)年的我很充實也(yě)很幸運,我對過去一(yī)年的自己很滿意。”
正月(yuè)(yuè)初十,張春曉已經回到熟悉的山大校(xiào)園,她想盡快(kuài)回到實驗室,趕一(yī)趕之前因疫情而耽誤的實驗進度,也(yě)希望可以盡快(kuài)開展後續的研究工作(zuò)。“目标堅定,充實生(shēng)活,在新(xīn)的起點上(shàng)重新(xīn)出發、繼續加油”,這是張春曉對未來的期待和展望,也(yě)是張春曉對自己2023年的寄語。
【供稿單位:宣傳部 作(zuò)者:喬亦楊 王亦婷 攝影:受訪者提供 編輯:新(xīn)聞網工作(zuò)室 責任編輯:張丹丹 】