趙健，材料學院教授，博士生導師，山東省泰山學者青年專家，山東省高校青年創(chuàng)新團隊帶頭人，青島市青年科技獎獲得者。2024年10月14日，以第一指導教師帶隊在中國國際大學生創(chuàng)新大賽（2024）總決賽中榮獲金獎，實現(xiàn)學校國賽金獎零的突破，創(chuàng)造了學校歷史最好成績！先后主持包括國家自然科學基金面上項目在內(nèi)的國家級、省部級及市廳級等科研項目9項；以第一（通訊）作者在 Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater. 等國內(nèi)外重要學術(shù)期刊上發(fā)表 SCI 學術(shù)論文30余篇；授權(quán)國家專利4項；先后榮獲山東省自然科學獎二等獎1項、中國石油化工協(xié)會科技進步二等獎1項、三等獎1項，山東省高等學校優(yōu)秀科研成果一、三等獎各1項、二等獎2項，青島市自然科學一、二等獎各1項；現(xiàn)兼任 EcoEnergy 期刊編委，中國晶體學會粉末衍射專業(yè)委員會委員、電子元器件關(guān)鍵材料與技術(shù)專委會委員。指導的研究生和本科生中，多人榮獲國家獎學金、省政府獎學金以及優(yōu)秀學位論文獎等。
陽極材料是儲能器件的核心部件，生物質(zhì)基陽極材料是發(fā)展趨勢。現(xiàn)有陽極材料面臨比表面積小、孔徑不可調(diào)、電子遷移慢三大技術(shù)難點，使得電池電量儲得少、電池壽命短、充電速率慢，這亟需突破。陽極材料市場的發(fā)展還面臨著一系列挑戰(zhàn)，包括新材料的研發(fā)難度大、生產(chǎn)工藝復雜、下游市場需求不穩(wěn)定、市場競爭加劇、原材料價格波動以及供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定性。
趙健教授懷著對科學研究的無限熱愛與執(zhí)著追求，他深知，在生物質(zhì)基陽極材料這一前沿科技領(lǐng)域，要想取得突破性進展，就必須潛心鉆研，不斷攻克技術(shù)難關(guān)。他帶領(lǐng)極芯好兆科創(chuàng)團隊，以二次電池和超級電容器客戶為需求導向，以陽極材料為結(jié)果導向，深入探索生物質(zhì)資源的開發(fā)與利用。在秸稈、木屑、果殼、竹子、玉米芯等眾多生物質(zhì)資源中，進行了上千次的實驗和優(yōu)化，最終優(yōu)選出玉米芯作為生產(chǎn)陽極材料的理想原材料。
智慧熔鑄 求索求實
2020年，趙健教授帶領(lǐng)極芯好兆團隊開始對生物質(zhì)基陽極材料進行深入探索，并前往多家新能源儲能器件生產(chǎn)企業(yè)進行陽極材料的應(yīng)用調(diào)研，旨在推動這一領(lǐng)域的科技進步與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。團隊深入了解行業(yè)前沿技術(shù)和市場趨勢，并深刻認識到要想在陽極材料領(lǐng)域取得長遠發(fā)展，就必須深入了解下游行業(yè)對陽極材料的需求趨勢及影響因素。在調(diào)研過程中，團隊不僅深入了解了這些企業(yè)的生產(chǎn)工藝、技術(shù)研發(fā)及市場布局，還與企業(yè)進行了深入交流，共同探討了行業(yè)前沿技術(shù)和市場趨勢的演變規(guī)律，為制定科學合理的發(fā)展規(guī)劃和決策提供了有力支撐。
2021年項目進入科學實驗階段，團隊建立了科學、完善的實驗機制，為科研工作的有序開展奠定了堅實的基礎(chǔ)。他們定期召開項目進展會議，分享研究進展和遇到的問題，共同探討解決方案。在科研過程中，團隊成員展現(xiàn)出了極高的專業(yè)素養(yǎng)和團隊協(xié)作精神，在面對實驗難題時，集思廣益，探討切實可行的解決方案。形成了良好的默契和信任，相互學習、相互借鑒，共同提升科研能力。
經(jīng)過4年攻關(guān)，項目取得了顯著進展。經(jīng)過長時間的潛心鉆研與技術(shù)攻堅，深入探索并建立了制備工藝—陽極材料的微結(jié)構(gòu)—產(chǎn)物性能之間的構(gòu)效關(guān)系，為進一步的性能優(yōu)化和應(yīng)用拓展提供了有力的理論依據(jù)。在這一階段，項目團隊充分發(fā)揮創(chuàng)新精神，面對陽極材料制備過程中的諸多技術(shù)難題，他們迎難而上，通過反復的試驗與優(yōu)化，不僅極大地提高了陽極材料的制備效率和質(zhì)量穩(wěn)定性，也為其在新能源儲能器件中的廣泛應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。
技術(shù)創(chuàng)新 突破難關(guān)
以KOH作為活化劑，結(jié)合氮硫共摻雜技術(shù)，對生物質(zhì)炭進行高溫刻蝕，研發(fā)了一系列玉米芯衍生多孔炭陽極材料。根據(jù)其微觀結(jié)構(gòu)，在提高電子遷移率的條件下，精準控制氮元素與硫元素的摻雜比例與分布，不僅極大地改善了材料的導電性與電化學性能，還賦予了其獨特的物理化學特性。產(chǎn)品打破了傳統(tǒng)碳陽極材料容量低、倍率差的舊有標簽，具有比表面積大、孔徑可調(diào)、電子遷移快的特性，實現(xiàn)了容量和倍率特性的大幅提升，在新能源儲能領(lǐng)域具有非常廣闊的市場。
科技賦能，極芯助農(nóng)，項目團隊圍繞鄉(xiāng)村“產(chǎn)業(yè)振興、人才振興、文化振興、生態(tài)振興、組織振興”要求，用科技引領(lǐng)鄉(xiāng)村振興的新篇章。項目團隊經(jīng)過長期的科研與攻關(guān)，現(xiàn)已經(jīng)授權(quán)及申請專利9項，發(fā)表高水平SCI論文13篇，榮獲省部級科技獎勵1項；為推動生物質(zhì)基陽極材料的規(guī)模化應(yīng)用具有重大的現(xiàn)實意義。
科技引領(lǐng) 砥礪前行
在中國國際大學生創(chuàng)新大賽（2024）中，極芯好兆團隊榮獲了國家級金獎（項目負責人：鄧雅婷；第一指導教師：趙健），實現(xiàn)了學校國賽金獎零的突破，創(chuàng)造了學校歷史最好成績！這份榮譽預(yù)示著團隊在未來將繼續(xù)肩負起推動科技進步、服務(wù)社會發(fā)展的重任，為鄉(xiāng)村振興貢獻自己的力量。
趙健教授深知，科研之路充滿荊棘與挑戰(zhàn)，但他始終堅信，只要懷揣著對科學的熱愛與執(zhí)著，就一定能夠攻克難關(guān)，取得令人矚目的成果。正是這種堅定的信念和不懈的努力，讓團隊在生物質(zhì)基陽極材料領(lǐng)域取得了諸多創(chuàng)新性成果，為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。趙健教授說：“我們要積極承擔起對社會、環(huán)境的責任，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的和諧統(tǒng)一。”
極芯好兆團隊將以此次獲獎為契機，貫徹落實習近平總書記關(guān)于科技創(chuàng)新的重要講話精神，把論文寫在祖國大地上，把科技成果應(yīng)用在實現(xiàn)祖國現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中。項目團隊將進一步加大科研投入，深化技術(shù)創(chuàng)新，不斷優(yōu)化技術(shù)方案，提升產(chǎn)品的性能和品質(zhì)，努力打造更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。同時，項目團隊還將加強與其他高校、科研院所等機構(gòu)的合作與交流，共同推動科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，為中國式現(xiàn)代化貢獻材料人更多的智慧和力量。
