蓄能、发光、发热，他用行动为祖国充电

用行动为祖国充电

——记第十二届“中国青少年科技创新奖”获得者程方益

程方益，南开大学化学学院教授，迄今发表学术论文200余篇，连续入选2014-2019年爱思唯尔（Elsevier）中国高被引学者名单，入选2018和2019年科睿唯安（Clarivate）全球高被引科学家，获得中国发明专利授权近10项，研究成果曾被新华网、人民网、搜狐、ChemistryViews等媒体报道，先后获得国家自然科学二等奖（第4完成人）、天津市自然科学一等奖（第2完成人）、中国化学会青年化学奖等学术奖励。

夜晚十点，这里的灯火依旧辉映着漫天的星光。在南开大学周恩来总理像旁静静伫立着的化学楼中，一群不知疲倦的师生仍沉醉于充满神奇和挑战的科研日常，用盏盏灯火点亮着心中的光芒。每当晚归的南开学子路过这里，便会仰望着星空，想起周总理的那句话——为中华之崛起而读书。

不知不觉，程方益已在南开园中求学工作21年。“南开化学学科有着百年历史，积淀深厚、大师汇聚。站在同一片奋斗过的星空下，像先辈们一样，用自己的所学所长为祖国的事业发光发热。”就像自己日夜研究的领域一样，他有着自己的人生追求——愿做一块小小的“高能电池”，为祖国萃聚不竭的能量。

当扩充“电量”——在上下求索中坚定初心

“在高中时，我就对化学产生了浓厚的兴趣，高考结束后填报志愿，我被南开化学深厚的底蕴所吸引，也被杨石先等老一辈南开化学家科研报国的精神深深打动，于是毅然选择了南开化学。”1999年，程方益考入南开化学系读本科，后又分别师从无机化学家申泮文院士和主攻新能源方向的陈军院士攻读硕士和博士学位。在这里，前辈名师们不仅指引了他的学术方向，培养了他严谨踏实、锐意创新的治学和工作态度，更在潜移默化中让他厚植家国情怀。也正是在这里，程方益开启了自己的能源化学研究。

“在一次班会上，刚回国不久的陈军老师介绍了新能源电池和新能源化学的研究前景和魅力，我被点燃了兴趣，后来就保研到申先生名下，并在陈老师指导下做研究。”2009年，他在博士毕业后选择了留校，十年如一日地将精力与热情倾注于科研与教学，从讲师、副教授、研究员再到杰出教授，逐步成长为南开大学中青年学术带头人。

发展新能源是世界能源结构变革的大趋势，也是可持续发展的必然选择。“新能源材料和高能电池在可再生能源开发、3C电子设备、电动汽车等领域发挥着重要用途。在过去和未来很长一段时间内，都是国家重大需求。”发展新能源是全球产业结构优化升级的重要方向，是全球新的经济增长点。于是，程方益瞄准下一代锂电池材料、可充金属气体电池、水系离子电池等前沿方向，以提高电池的能量储存密度和转化效率、降低成本、提升循环寿命和安全性为目标开展研究，作为负责人或研究骨干承担了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划专项、企业联合项目等多项科研任务，立志把科研落在实处、把学问融入应用。

“冲破“电阻”——在埋头苦干中不负使命

“我们的研究初心从来没有变，一直坚守新能源电池这一方向。”面对着前沿技术攻关的重重困难，程方益埋头苦干、不懈追求，不断取得研究进展。围绕着轻质过渡金属氧化物材料的设计制备、反应机理研究和电池应用，他们克服了高温合成能耗大、耗时长、产物难以调控且活性低的缺点，大幅降低了反应温度，提升了电化学能量转化效率和充放电循环寿命，并构建了具有廉价、环保、安全等优点的新型水系可充锌电池，在储能领域显示了良好应用前景。

“怎么让电池变得更安全，降低起火、爆炸的风险？”“如何减少充电频次，加快充电速度？”“能量密度和功率密度如何兼顾，怎么实现？”在科研工作中，被问题和困难纠缠已成为了他们的日常。制备的材料纯度不够、装出的纽扣式电池莫名短路断路、测试仪器故障、论文投稿被拒……“我们的确遭遇了不少挫败，但科研就是个解决困难的过程，经验在点点滴滴中积累，科研马拉松要有坐得住冷板凳、耐得住寂寞的准备，而我们最不缺的就是这份坚持。”坚持，的确是诠释程方益科研态度的最佳底色。在研究水系锌电池的课题中，程方益团队反复查阅文献，通过调节电解液碱酸性和浓度并进行大量电化学对比研究，筛选出大阴离子型近中新锌盐电解液，实现了近100%库仑效率的锌沉积/剥离，并不断探索材料制备条件，优化尖晶石型锰氧化物正极，使500次循环容量保持率达到90%以上。

程方益认为做科研最重要的态度是认真，尤其对化学这个理论实验并重的专业，必须要有精益求精的态度。有了这份态度，就能在学习、做研究的过程中突破现有困难并找到创新点，然后不断往前。“做科研一定要追求极致，要有工匠精神。”  

释放“电能”——在言传身教中传承担当

“在上学期间，我们课题组风气很好，导师很敬业，每天都来得特别早还走得很晚，我们也不好意思懒惰，就每天都泡在实验室。这种言传身教对于人才的培养至关重要。”组建自己的课题组后，程方益把自己的每一位学生当成朋友来相处，尽量去挖掘每个人的长处，把大家当成璞玉来打磨。“作为一名教师，教书育人是首要任务。除了课堂教学，日常的科研训练对于培养科技人才同样重要，我也在教学相长这个过程中不断受益。”

2019年1月17日，习近平总书记视察南开大学，在元素有机化学国家重点实验室向南开师生强调：要加强基础研究，力争在原始创新和自主创新上出更多成果，勇攀世界科技高峰。程方益深受鼓舞，并向他的科研团队分享了自己的期望：“从事基础科研，就是要面向国家的需要，敢于攻坚克难，把科研成果转化为国家发展的动力，这是我们应尽的责任与担当。”

科学真理征途漫漫，科技创新无止追求。程方益用他的故事告诉我们，只要心有光热，一块小小的电池也能释放巨大的能量。为了国家的新能源发展，不止程方益一人，还有无数科研工作者奋斗在路上。