科研“追光人” | 刘高福：破解纳米材料“电密码”，于微观处构筑未来能源的基石
编者按
在攻克"卡脖子"技术的实验室深夜
在扎根田间地头的数据采集现场
师院的科研人以智慧为火把
以坚持为阶梯
在未知的迷雾中开辟道路
用无数个日夜的坚守将"不可能"变为现实
为致敬这些在知识瀚海中
破浪前行的追光者
我校官方微信平台特别推出
《科研追光人》专栏
记录他们攻克难关的感受
聆听创新背后的故事
展现科研工作者"板凳甘坐十年冷"的定力
与"敢教日月换新天"的魄力
激励青年学子在求知路上永葆热忱
让科学之光照亮更多人的梦想
▲刘高福获全省科学技术奖
近日，省委、省政府在贵阳
隆重举行全省科学技术奖励大会
我校物理与电子科学学院院长刘高福
荣获2025年贵州省自然科学奖三等奖
其研究不仅破解了行业技术瓶颈
更以"从资源禀赋出发"的科研智慧
为我国新能源战略提供了底层支撑
个人简介
刘高福，博士、教授、硕士研究生导师，贵州师范学院物理与电子科学学院院长，贵州省"金师"（教学名师），贵州省自然科学奖获得者，贵州省物理学一流专业负责人。长期聚焦纳米能源材料与教育教学创新研究，在功能材料设计与应用、物理学科教学改革领域形成特色成果。在Chemical Engineering Journal、ACS Sustainable Chemistry &Engineering等国内外权威期刊发表学术论文40余篇。主持厅级以上科研项目5项，主持完成省级"金课"1门、主持省级教学改革项目3项，获贵州省高等教育教学成果一等奖1项、三等奖2项，获贵州省教育教学优秀成果奖2项。指导本科生获省级教学技能大赛奖项7项、获国家级/省级创新创业项目10余项；指导研究生获省级、校级科研项目8项，目前已联合培养6名硕士研究生。
▲刘高福工作照
材料探微
破译氧硫密码 构筑能源基石
真正的创新往往不在于追求最前沿的材料，而在于对基础材料的深度理解和独具匠心的设计。刘高福及其团队选择的过渡金属氧（硫）化物看似普通，却像一座待挖掘的宝库。通过深入探索精密的纳米结构设计和储能机制，这些"朴素"的材料性能更加卓越。
Mo/W/Co/Ni基氧（硫）化物绝非不起眼的普通材料，而是撑起未来能源体系的"潜力股"。刘高福认为，这些材料依托储量丰富、成本低廉的优势，避开了贵金属依赖的困境，其活跃的电子结构如同多面"工具手"，成了科研团队可灵活运用的"乐高工具箱"。在结构调控中，团队以原子分子为砖石，精心设计材料外形与内部的离子通道、导电网络，为能量高效存储与转换搭建起理想的"微观楼宇"。这份研究不仅以创新技术为普通材料赋能，更彰显了从资源实际出发、兼顾经济性与可持续性的科研智慧，为新能源领域的发展提供了务实且高效的探索路径。
▲刘高福及其团队工作情景
全链闭环
三维创新模式 理论赋能实践
刘高福及其团队的三大科学发现，构建了一套从实验方法到器件应用，再到理论支撑的闭环创新体系，既破解了行业核心瓶颈，更树立了能源材料研发的高效新范式。
创新制备策略堪称破局之基。团队通过精准把控晶核形成与二维生长的核心环节，实现了高性能纳米片的快速量产，打破了“易量产”与“高性能”的行业魔咒，为后续研究筑牢了高质量的材料根基。精巧电极设计是性能跃迁的关键。碳包裹CoO阵列电极，以“路基-桥墩-桥面”的一体化设计搭建起电子“立体高速公路”，一次性攻克传统电极易粉化、导电性差、离子传输慢的三大痛点，让储能器件的功率与稳定性实现质的飞跃。理论计算模型则是精准导航的核心。密度泛函理论热力学计算将材料研发从盲目的“荒野探索”带入精准的“靶向研发”，大幅缩短研发周期。这种“实验出成果—理论做解读—理论引新实验”的良性循环，为能源材料领域提供了可复制的研发路径，为未来新能源技术的发展注入了强劲且持久的动力。
▲刘高福作项目答辩
微观筑梦
赋能新兴产业 擎动战略蓝图
从基础科学走向未来应用，刘高福的研究为“高功率储能器件”和“高性能光催化材料”提供了新方向。展望未来，他说：“我们这项研究最有望在两个具体场景中率先落地应用：一是实现五分钟充满手机的超级快充技术，二是基于电能高效分解水制氢的绿色能源技术。”
当前国家正大力发展新能源、新材料等战略性新兴产业。刘高福说：“我们所从事的这类基础研究，正是为国家新能源、新材料战略搭建最底层框架，提供最核心的‘材料基因’与‘设计蓝图’。”这项研究最核心的价值便是在原子与纳米的微观世界里为能量“铺路搭桥”，让普通材料变身高效储能、催化的“硬通货”，为清洁能源的未来提供更优、以更可靠、更安全的解决方案，从根本上提升我国在战略新兴领域的自主创新能力与核心技术竞争力，真正为宏大战略筑牢底层支撑。
▲刘高福项目工作内容汇报
一定要守护好心中
那颗名为"好奇"的火种
它是指引你解密微观世界
最初、也最宝贵的光芒
刘高福寄语青年学子
期待你们能站在前人的肩膀上
以更敏锐的眼光、更开放的思维
更坚韧的毅力
发现前人未曾见过的风景
创造能真正改变世界的材料
微观世界的大门已然敞开
它的精彩
正等待着你们的探索与引领
党委宣传部（融媒体中心）出品
文字 | 周兴艳 罗意
编辑 | 唐欣瑜
初审 | 董 琪
复审 | 杨晓含
终审 | 宋婷禹
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原标题：《科研“追光人” | 刘高福：破解纳米材料“电密码”，于微观处构筑未来能源的基石》