张琨

作为北京大学材料科学与工程学院材料学专业2019级博士生，张琨师从长江学者、北京大学夏定国教授，研究方向为锂离子电池正极材料中的新型阴离子氧化还原机制，目前已在国际高水平SCI期刊Adv.Mater.、Adv.Energy.Mater.、Electro.Energy.Reviews.、Nat.Comm.、JACS.,EES.、Nano.Lett.等发表论文10篇，其中张琨作为第一作者或共同第一作者的论文有3篇，并申请专利一项。她曾获北京大学国家奖学金、北京大学校长奖学金、北京大学挑战杯竞赛特等奖、全国动力电池大赛金奖、北京大学三好学生标兵、优秀科研奖等荣誉。她基于对称性匹配的轨道分析，研究了金属-配体π作用下的新型阴离子氧化还原反应特性，又以多种形式整合硫阴离子到富锂正极氧化物中，研究了其中的多阴离子氧化还原反应与电化学稳定化机制。

张琨认为，科学研究需要打好扎实而广泛的地基，积累大量的专业研究经验，搭建出完整而专精的框架；科研并不是按部就班地盖房子，最重要的内核在于观察力、创造力、思维力、决断力和执行力。张琨强调，在科研中要敏锐地发现重要和关键的问题；必须展现出具有鲜明自身特色的创新点；通过深思熟虑和广泛论证提出能切实解决问题的优秀策略方案；以坚韧强大的执行力进行广泛的实验以完善方案；最终形成切实可行且具有强大生命力的科研和产业成果。

张琨最初从一种基于金属铑富锂模型材料入手，以研究高共价性体系中阴离子氧化还原的特性。这种材料价格昂贵，整体性能却表现得并不出彩。但她敏锐地发现，这种材料具有较低的阴离子氧化还原电位和较好的结构循环稳定性。于是她进行了长期大量的反复测验，对材料电化学性能进行了穷尽式的挖掘，又从最基础的《配位化学》入手，去搭建这一材料最本征的结构特性。基于对称性匹配的轨道分析，她发现在这一体系中，金属和氧结合会在费米能级附近产生较强的π型占据态反键，而这一反键又因体系共价性较强拥有较多氧的态密度。这种成键激发了阴离子氧优先于传统的非键轨道氧参与电荷补偿过程，导致了较低的氧化还原电位与更强的配位结构稳定性，为富锂体系阴离子氧化还原电位的调制与配位结构的稳定化调控带来启发。

目前，基于这一增强的π作用，可以从根本上改变富锂材料中阴离子氧化还原的本征电化学特性。这扩充了富锂正极材料的基础机制，也为下一代正极材料提供了更开阔的设计思路。这项成果最终发表在国际知名期刊Advanced Energy Materials（IF＝27.8），并获得2021年度北京大学校长奖学金、优秀科研奖。张琨以这项工作为例，提出3个特性的总结：基础性、前沿性、创新性。她认为，越是前沿的学术研究，越不能脱离材料物理与化学的基础，但同时知识又是常为新的，必须进行跨越性的创新。

基于金属-配体π作用下的富锂层状氧化物成键轨道分析与阴离子氧化还原解析

张琨积极参与国家、学校组织的各项学术竞赛和学术交流活动。作为北京大学“挑战杯”竞赛特等奖获选者，她认为参赛使她更深入地去思考学术成果与产业界结合的问题，这使她获益匪浅。她在参与竞赛的过程中不断思考如何将创新落到实处，如何将研究的材料推广到更具有产业适用价值的体系中。因此，她将目光着眼于硫这种元素。硫具有资源丰度高、电化学反应稳定性、倍率性好等优势，如果能将S整合到氧化物的晶格中，就可以起到“1+1>2”的协同效应，能够更好地将科研与产业进行结合。在确立这一创新思路后，她最终通过溶液法将硫以多种阴离子形式整合进入原始材料晶格中。这一实验条件便捷，具有可规模化生产的可能。实验得到的硫化富锂正极也具有多阴离子氧化还原反应，可以有效提升材料的电化学性能。这一工作发表在国际顶级期刊Advanced Materials（IF＝29.4），并申请了相关专利。

张琨在材料学院“学术十杰”的领奖台上、在“全国固态离子学会议”上、在全国大学生动力电池大赛上

张琨在投身学术之余，也积极参与到志愿服务工作中。作为材料学院团总支青年志愿者协会秘书长，张琨组织筹划了学院一学年来的核酸检测志愿者服务，也认真承担起全方位、跨领域的统筹协调工作。她与院系、社区党组织协调配合，与各活动的参与老师、学生等人群紧密联系，将材料学院的志愿活动组合成一个生动有机的整体，帮助学院获得学校“青年志愿者优秀组织单位”光荣称号。此外，张琨还担任工学院材料系2019级本科生的辅导员。

张琨组织材料学院学生联合科春社区开展科普志愿活动、生态花圃养护活动，参与核酸检测志愿服务

张琨在日常生活中有着许多爱好。她热爱哲学和艺术，常在后现代艺术、科技的展览中感受时空的参错，也常在与山河湖海和名胜古迹交互中寻找灵魂的共鸣。她说：“每一年，我都更喜欢现在的自己！”