中國粉體網訊 李開喜，1964年11月生，現任中國科學院山西煤炭化學研究所研究員、博士生導師，同時擔任中科院炭材料重點實驗室副主任。他1990年畢業于四川大學獲理學碩士學位，1999年于中科院山西煤化所取得工學博士學位，2000年晉升研究員，2005年成為博士生導師，2002年起任炭材料重點實驗室副主任一職，深耕特種多孔活性炭研究領域三十余載，成為我國炭材料領域的中堅力量。

      李開喜的研究核心聚焦于超級活性炭、球狀活性炭、活性炭纖維等特種多孔活性炭的基礎與應用研究。在人才培養方面，他累計指導畢業及在培博士生12名、碩士生7名，為行業輸送了大批專業人才；科研成果上，他在國際學術刊物發表論文92篇，申請國家發明專利40余項，獲授權發明專利130項，用扎實的研究成果為我國炭材料領域發展筑牢根基。走進他的辦公室，各類多孔炭材料制品琳瑯滿目，從大小不一、色彩各異的酚醛樹脂球、超級活性炭、球形活性炭基礎樣品，到血液灌流器、慢性腎不全用劑等醫療應用產品，直觀展現著其研究從實驗室走向實際應用的豐碩成果。

      多孔炭材料是重要的吸附功能材料，應用幾乎滲透各領域，還可被賦予光、電、磁等多元功能，其中球形活性炭更是國防與民用高科技領域的關鍵材料，廣泛應用于神舟飛船、天和核心艙、化學激光、防化服、核潛艇等軍事國防場景，以及芯片制造、化學傳感器、血液凈化等民用領域。然而在上世紀90年代，我國球形炭材料完全依賴進口，且遭遇國外斷供，陷入“無米下鍋”的窘境，嚴重掣肘國防安全與國民經濟發展。

      1995年，李開喜來到中科院山西煤化所，自此沉下心來坐穩“冷板凳”，將全部精力投入多孔活性炭材料研究。三十余年間，他與團隊并肩作戰，全力攻克特種多孔炭的技術與裝備難關，為國家“863計劃”作出重大貢獻。2008年，他主持建成國內首條30噸/年超級活性炭連續化生產線；2015年，又建成國內目前唯一一條以瀝青為含炭前驅體的20噸/年球狀活性炭生產線，所產產品性能與國際水平同步。這一系列突破，徹底打破了國外對球形炭材料的技術封鎖，夯實了我國炭材料領域的自主創新根基。

      在打破國外壟斷后，李開喜并未停下腳步，而是瞄準行業痛點持續深耕，著力提升炭材料產品附加值。球形活性炭雖屬高科技、高附加值產品，但我國相關產業仍面臨產品性能可控性差、生產規模小、資源浪費等問題。焦化行業產生的煤瀝青副產品附加值低，如何實現其高值化利用成為行業難題，而李開喜發現，煤瀝青灰分低、殘炭率高的特性，使其適合制備用于電化學儲能等新興能源領域的多孔電極炭。不過煤瀝青高溫成炭的液相炭化過程，使其微觀形貌和孔隙結構調控難度極大，稠環分子的反應惰性也讓炭產品表面化學性質難以裁剪，成為技術攻關的核心難點。

      面對這一挑戰，李開喜帶領中科院山西煤化所702課題組，開展了持續的技術探索。團隊通過對瀝青分子進行精準設計，以無模板法構筑了一系列納米結構電極材料，成功組裝高性能柔性全固態電容器和非對稱電容器，實現了產品能量密度與循環穩定性的顯著提升。同時，其研發的交聯自組裝策略成功應用于瀝青基球形活性炭生產線，實現了基礎研究與應用研究的雙重突破，為大規模低成本制備電化學儲能電極材料開辟了新路徑。該研究成果也獲得了國家自然科學——山西省低碳聯合重點基金、山西省煤基重點科技攻關項目的專項支持。

      三十載扎根炭材料行業，李開喜不僅收獲了一系列重大科研成果，更始終將人才資源開發放在科技創新的核心位置。在人才培養、引進與使用過程中，他格外注重一線創新人才和青年科技人才的培育，逐步打造出一支高水平的創新科研團隊，為我國炭材料領域的持續發展積蓄了深厚的人才力量，以堅守與創新，書寫著中國科研工作者的責任與擔當。

      部分研究成果

      納米片組裝3D多孔碳的微相分離工程，用于柔性全固態超級電容器

      中國科學院山西煤炭化學研究所李開喜研究員等研究人員在《ACSAppl.Mater.Interfaces》期刊發表名為“Microphase Separation Engineering toward 3D Porous Carbon Assembled from Nanosheets for Flexible All-Solid-State Supercapacitors”的論文，研究通過簡單的微相分離策略，無需任何模板，從兩親煤焦油瀝青和殼聚糖中獲得由具有可調分級多孔結構的納米片(HCA)組裝的3D多孔碳。殼聚糖的極性分子鏈和周圍具有強π-π*鍵的瀝青分子在階梯式熱解過程中分別自組裝形成分級孔隙和納米片網絡。由于介孔主導的多孔結構、高比表面積和富氮性質的綜合作用，組裝完成的對稱全固態超級電容器具有0–1.8V的寬電壓范圍，在0.2ag–1下提供296Fg–1的比電容，在450Wkg–1的功率密度下提供27Whkg–1的能量密度。微相分離策略是為了設計和制備具有多級納米結構的碳材料，以獲得高性能超級電容器。

      硬碳微球表面“穿新衣”，鈉電容量與效率齊提升

      針對傳統硬碳的性能瓶頸，中國科學院山西煤炭化學研究所管濤濤/李開喜團隊提出了一種創新的分子工程策略：以聚苯乙烯樹脂為前驅體制備硬碳微球（CS），再通過噴霧干燥結合后氧化工藝，將煤瀝青衍生的超交聯稠環芳烴分子精準包覆在硬碳微球表面，形成高性能復合碳微球（HCS）。與傳統化學氣相沉積（CVD）涂層技術相比，該策略無需高溫高能耗過程，既能減少硬碳表面缺陷，又不犧牲內部儲鈉位點，還能構建更豐富的封閉孔隙。其中，當煤瀝青添加量為硬碳微球質量的60% 時（HCS-P-60%），電極性能達到*優：可逆容量高達332.3mAh/g，首次庫倫效率提升至88.5%，2C 高倍率下仍保持246.6mAh/g的容量，0.2C循環100圈后容量保持率達95.2%。

      參考來源：科學導報、中國科學院山西煤炭化學研究所、材料分析與應用、新型炭材料等

     （中國粉體網編輯整理/初末      來源鏈接： https://news.cnpowder.com.cn/88566.html）