中國(guó)粉體網(wǎng)訊  付永柱，鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院特聘教授、博士生導(dǎo)師，鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)。于2000年獲清華大學(xué)學(xué)士學(xué)位，2003年獲大連化學(xué)物理研究所碩士學(xué)位，2007年博士畢業(yè)于美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校。曾在美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究、Lynntech公司從事電化學(xué)能源材料與器件研發(fā)、德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校任研究員。2017年回國(guó)前在美國(guó)印第安納大學(xué)-普渡大學(xué)聯(lián)合分校（IUPUI）任助理教授。兼任Wiley-鄭州大學(xué)聯(lián)合出版的Energy & Environmental Materials雜志（中科院一區(qū)TOP, IF = 13.443）創(chuàng)刊副主編。先后主持NSFC-河南聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目、NSFC面上項(xiàng)目、河南省創(chuàng)新引領(lǐng)專項(xiàng)課題、美國(guó)NSF和NASA等項(xiàng)目。在JACS, Angew. Chem., Acc. Chem. Res., PNAS, Adv. Mater., Nat. Commun.等權(quán)威期刊發(fā)表SCI論文150余篇，文章引用1萬余次。

科研是有趣的

2017年5月，付永柱入選第13批國(guó)家青年項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)人才項(xiàng)目人員名單，同年7月被鄭州大學(xué)引進(jìn)。付永柱并不經(jīng)常待在辦公室里，他大部分時(shí)間都在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)室度過。入職后從人才學(xué)科論證完成、第一筆科研資金到位，到實(shí)驗(yàn)室完成裝修改造、招標(biāo)購買設(shè)備，僅用了不到半年，入職不到一年，實(shí)驗(yàn)室就進(jìn)入了研發(fā)狀態(tài)。付永柱表示：我喜歡呆在實(shí)驗(yàn)室，那會(huì)讓我能夠做很多東西并感覺到充實(shí)。

他目前處于一種非常忙碌的工作節(jié)奏中：開展實(shí)驗(yàn)、閱讀文獻(xiàn)、授課、指導(dǎo)學(xué)生和撰寫論文等。

專注于有機(jī)硫電極的研發(fā)

付永柱教授表示：“目前，鋰離子電池的商業(yè)化應(yīng)用主要受限于蓄能與安全兩個(gè)方面。蓄能能力取決于電池的能量密度（單位體積內(nèi)所包含的能量）�？勺髫�(fù)極的材料相對(duì)有限（以石墨類材料為主），當(dāng)前負(fù)極材料的比容量遠(yuǎn)大于正極材料，因此提高能量密度的關(guān)鍵點(diǎn)落在正極材料的研發(fā)上�！�

現(xiàn)有的商用鋰離子電池的正極材料主要是“基于過渡金屬的無機(jī)正極”，如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。這一類材料回收成本較高、污染性強(qiáng)，“受制于理論比容量的限制和材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的制約，其能量密度無法獲得突破性改變”，因此尋找更合適的正極材料仍然是電池領(lǐng)域的關(guān)鍵課題之一。有機(jī)分子種類豐富、分子結(jié)構(gòu)靈活，硫比容量高，儲(chǔ)量豐富，能夠在蓄能和成本上實(shí)現(xiàn)雙重突破。有機(jī)硫正極材料能讓電池獲取更高的能量密度，是可能達(dá)到理想狀態(tài)的材料之一。

付永柱課題組的研究專注于用于二次電池的有機(jī)硫電極及功能性材料，通過硫-硫鍵在電池充放電中的可逆斷裂/重組，從而實(shí)現(xiàn)它們的儲(chǔ)能或其它作用。陸續(xù)在Angew. Chem.上發(fā)表題為基于S-Se動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵的有機(jī)-無機(jī)雜化正極；嘧啶基有機(jī)硫正極材料構(gòu)筑長(zhǎng)壽命、高倍率的可充電鋰電池；基于有機(jī)硫族分子介質(zhì)的氧化還原化學(xué)構(gòu)筑高效鋰硫全電池等文章。

付永柱和他的團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里一遍遍分析化學(xué)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)，向著新型高容量電池電極材料的前沿方向挺進(jìn)，并取得了一系列創(chuàng)新性成果。在國(guó)內(nèi)，他的團(tuán)隊(duì)是較早地進(jìn)入有機(jī)硫材料研究領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)，在現(xiàn)有的可查詢的相關(guān)論文中，有大概三分之一是出自他們的實(shí)驗(yàn)室。

探索電池發(fā)展的無限可能

付永柱教授表示：實(shí)驗(yàn)室中的研究成果常常無法在工業(yè)上順利實(shí)現(xiàn)，因此從工業(yè)應(yīng)用的角度來看，電池的發(fā)展空間還有著無限可能。

目前鋰電池的發(fā)展仍具有不確定性，繼續(xù)發(fā)展下去，電池安全可能會(huì)成為電池行業(yè)所面臨的最重要的一個(gè)問題。目前提升安全性的主要方法之一是做固態(tài)電池，自2016年開始固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā)成果才急速增長(zhǎng)，據(jù)Orbit專利分析，2016年~2019年固態(tài)電池專利增長(zhǎng)率45%。

付永柱團(tuán)隊(duì)更傾向于通過改變正負(fù)極材料來遏制鋰電池的失控現(xiàn)象。相對(duì)鋰電體系而言，有機(jī)硫材料的研發(fā)雖然主要側(cè)重于蓄能，但電池的電壓更低、也更為安全。在有機(jī)硫正極材料之外，實(shí)驗(yàn)室里的團(tuán)隊(duì)也在進(jìn)行著更為低成本的鈉離子電池的研發(fā)。

付永柱教授表示：未來的電池格局應(yīng)當(dāng)是多元的，大多數(shù)電池都應(yīng)當(dāng)有它的角色。

學(xué)成歸來報(bào)效祖國(guó)

近年來，留學(xué)歸國(guó)的青年教師越來越多，他們已然成為高校師資隊(duì)伍里不可或缺的部分。在一定程度上，這個(gè)群體在同齡人中有著相對(duì)更高的科研技術(shù)、創(chuàng)新能力以及跨文化交流的經(jīng)驗(yàn)，也同時(shí)具備了相對(duì)應(yīng)的研發(fā)壓力，其方向能否得到國(guó)際學(xué)術(shù)界的認(rèn)可、其成果能否得到行業(yè)的認(rèn)同以及能否在競(jìng)爭(zhēng)更為激烈的科研環(huán)境中不斷突破自己，都是需要應(yīng)對(duì)的焦慮。

付永柱作為歸國(guó)青年之一，在科研環(huán)境和生活環(huán)境方面都有一定的差異，存在著“適應(yīng)期”。他表示科研需要與環(huán)境達(dá)成和解，適應(yīng)所擁有的條件與不懈努力是取得成果所需要的一個(gè)部分。

9月6日，在鄭州大學(xué)2023級(jí)新生以“不忘愛國(guó)初心 同心共筑中國(guó)夢(mèng)”為主題的教育講座中。付永柱教授告訴同學(xué)們出國(guó)留學(xué)是國(guó)家培養(yǎng)人才的戰(zhàn)略性教育舉措，出國(guó)學(xué)習(xí)，既可以開闊眼界，感受各國(guó)不同的文化氛圍，又能提升專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備。付永柱教授講述在留學(xué)期間，即使身在國(guó)外，也始終把祖國(guó)和人民放在心里。感慨每個(gè)出國(guó)回來的人都有的一個(gè)共同感觸，身在異鄉(xiāng)往往能更加激發(fā)自己的愛國(guó)情懷，深切感受自己和祖國(guó)的血脈相連。教育同學(xué)們不只有愛國(guó)的情感，更要有愛國(guó)的能力，這種能力從責(zé)任中來，從擔(dān)當(dāng)中來，最終形成的是學(xué)生對(duì)于愛祖國(guó)的主動(dòng)表達(dá)。

付永柱教授指出，中華民族在過去的幾千年之中經(jīng)歷過發(fā)展、輝煌、衰弱、崛起的一系列過程，其中累積下來的民族英雄精神與生生不息的奮斗精神是值得我們每一個(gè)人去學(xué)習(xí)的。中國(guó)之所以在近幾十年快速發(fā)展并不斷靠近國(guó)際舞臺(tái)中央，以幾十年的時(shí)間取得舉世矚目的成果，其根本原因就是中國(guó)人民擁有勤勞的精神與自我發(fā)展的意識(shí)。

參考來源：

鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)付永柱：電池的發(fā)展空間還有無限可能

“四愛”教育丨樹立遠(yuǎn)大理想 同心共筑中國(guó)夢(mèng)

科研訪談 | 付永柱教授：“謝謝你，年輕的時(shí)候努力了�！�

河南人大.鄭州大學(xué)：聚才引智創(chuàng)一流

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡(jiǎn)）

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