作者:刘如楠 来源:中国科学报 发布时间:2019/9/15 18:06:37
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罗景山:愿做一生的发明家

 

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罗景山,南开大学教授、博士生导师、南开大学光电子薄膜器件与技术研究所副所长。2010年在吉林大学获学士学位,2014年在新加坡南洋理工大学获博士学位,后赴瑞士洛桑联邦理工学院Michael Graetzel教授课题组从事博士后研究。

 

2018年,罗景山刚过而立之年就陆续被聘为南开大学教授、博士生导师。今年年初《麻省理工科技评论》公布中国区“35岁以下科技创新35人”名单,他榜上有名。

这个榜单旨在在全球范围内评选出最具才华和创新精神,以及最有可能改变世界的35位年轻技术创新者或企业家,罗景山的获奖类别是发明家。这位发明家发明了新型人工光合作用器件(又称人造树叶),实现了高效廉价地运用太阳能合成燃料。

回国后,他用了将近一年半时间建立起自己的实验室,从设计装修到仪器购置都亲力亲为。采访过程中,他带着记者一一参观。对于外人来说,这只是一间普通的光电化学实验室,而对于罗景山,这是他延续自己发明家梦想的地方。

从梦想到现实

罗景山很早就想成为一名发明家。

在河南省驻马店高中,他常和同学讨论未来与梦想。“可能是爱迪生的故事给我播下了当发明家的种子,也可能是受到了那位因住得近而经常结伴回家的高中物理老师的启蒙。”当聊到梦想的时候,“发明家”几个字脱口而出。

从本科选择物理系,到赴新加坡南洋理工大学和瑞士洛桑联邦理工学院攻读博士学位、从事博士后研究,这个梦想从来没有改变。在罗景山看来,凭借着在光解水制氢和二氧化碳还原等领域的一系列研究成果,他离自己的梦想越来越近了。

光解水制氢和二氧化碳还原对人类未来能源和环境有着重大意义。氢能是唯一没有污染、不会产生温室效应、有着极高能量密度的理想燃料。而将二氧化碳还原为一氧化碳、甲烷、乙醇等物质,把产物变回燃料,不仅能够实现燃料循环使用,还能够降低大气中的温室气体含量,从而缓解全球气候变暖。

目前,虽然可以实现光解水制氢和二氧化碳还原,但效率低、成本高是实际应用最大的难题。

罗景山在光伏驱动光解水制氢领域开辟了全新的思路,首次利用非常廉价的钙钛矿太阳能电池与镍铁基催化剂,用相当于传统技术1/3到1/5的成本,实现了几乎同等的产氢效率。他还开发了基于氧化铜和氧化锡的廉价复合电催化剂,解决了二氧化碳还原生成一氧化碳的高选择性难题,并与光伏电池结合,创造了13.4%的太阳能驱动二氧化碳还原制一氧化碳的世界纪录。

从“科研小白”到“学术牛人”

在读博士以前,罗景山说自己是不折不扣的“科研小白”,直到读博后很长一段时间,进展都非常缓慢。

“别人能够做出来的东西,我也一定能行,所以即使当时非常苦闷,我也从没想过放弃,仍然很勤奋地去做。那段经历也让我意识到,成为一个发明家没那么容易,我必须更加努力。”罗景山说。

直到博士三年级,他的实验才取得了不错的进展,当时的罗景山异常兴奋,“那是一种非常强烈的感觉,像是《当幸福来敲门》中得到工作之后的男主角,或是《肖申克的救赎》中让狱友们喝上了啤酒的安迪,虽然我和平时一样吃饭、走路,可内心有一种极大的满足感和愉悦感”。

在罗景山看来,做科研需要有执念,需要坚守自己的准则。“我的准则就是:对于别人未能理解的、未知问题,我们要去寻求解决方案。而对于别人做过的,我们一定要做得更好,做出新的东西来。”罗景山说这曾是博士后导师Michael Graetzel教授的执念,渐渐成了自己做科研的准则,也成为了他教导学生的准则。

从瑞士到南开

罗景山在光解水制氢和二氧化碳还原等领域取得一系列成果后,国内有很多高校、研究所都向他抛出了橄榄枝。他最终选择了与自己研究方向贴近的南开大学电子信息与光学工程学院。

他觉得,南开大学在国内的名气和地位是毋庸置疑的,能考进来的学生都非常优秀,自己招的几位学生理论基础扎实、专业知识丰富,都说明了这一点。

“南开大学给我提供了150平方米的实验室,给了我足够的空间去验证想法,还提供了丰厚的资金支持,这对于科研的进展和突破都是必不可少的。”他说,与其他知名高校相比,南开大学的自由度更大,一味地施压“逼”不出好的成果,宽松自由的氛围才有利于研究进展。

最近,这位酷爱发明的年轻人正在“发明”新一代太阳能电池,他希望用高效廉价、柔性和透明度更好的太阳能电池材料取代硅太阳能电池。“这种材料可以做成透明的窗户或者不同颜色的建筑外墙,既能实现传统建筑材料的功能,又可以发电,应用前景非常广阔。”

 

代表论著:

1.“钙钛矿光伏和廉价电催化剂构筑的12.3%太阳能光解水制氢系统”发表在 《科学》

2.“原子层修饰的氧化铜电催化剂辅助光伏驱动二氧化碳还原系统”发表在《自然能源》

 
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