做水系电池的人经常要面对一个有点反常识的事实:水很安全、便宜、离子传输也快,但“有水”并不会自动带来一个好电池。很多真正棘手的问题,恰恰发生在电极和电解质接触的那一层很薄的界面上。
南洋理工大学 Hongjin Fan 教授现在的研究里,这个界面几乎是反复出现的主角。他的课题组公开方向写着 energy storage、aqueous batteries、电极材料、电解质优化和 in-situ characterization;2025 到 2026 年的论文里,锌-碘、水凝胶、镁负极、界面调控也连续出现。
为什么界面这么麻烦?因为电池一工作,它就不是静态材料。离子浓度在变,溶剂化结构在变,中间体在生成和消失,金属表面会沉积、溶解,副反应也会抢着发生。你在开机前测到一个很漂亮的界面,不代表循环几十次以后它还是那个样子。
Fan 组 2026 年的一项工作直接用了“dynamic adaptive interfaces”这个思路去做锌-碘水凝胶电池,目标同时指向高面容量和低自放电。这个组合很值得看,因为锌-碘体系常见的矛盾就是:想让反应更充分,活性物种就更容易乱跑;想把它们锁得太死,又可能拖慢动力学。一个能随工作状态调整的界面,比单纯“加一道更厚的阻隔层”更接近这个矛盾的本质。
另一条 2026 年研究线是镁负极在水凝胶电解质中的 interphase self-optimization。名字听起来很材料学,但真正的问题依旧朴素:金属表面怎么在反复沉积和剥离时,形成一个对离子通过友好、对副反应又足够克制的局部环境。很多电池寿命问题最后都不是“材料容量不够”,而是界面每天都在悄悄改写。
这也解释了为什么这个组的博士要求不是只写“有电池背景”。当前 Jan 2027 PhD Scholarship 页面明确点了 energy materials and devices,方向可以是 battery 或 atomic electrocatalysis。对实验型申请者来说,会合成材料只是起点;如果能把电化学现象、结构表征、原位/操作中表征甚至计算放到同一个机制问题里,匹配度会更像他们正在做的研究。
资助信息也没有藏在很长的项目说明里。课题组当前页面直接写着 PhD Scholarship (Jan 2027 Intake),并标明 Tuition free + monthly stipend。NTU 物理学院官方 faculty 页面同时列出 Hongjin Fan 为 Professor,所以这里的导师身份、当前博士资助和研究方向是可以对得上的。
我觉得这个组最适合的一类人,不一定是“做过最多电池体系”的人,而是对界面为什么会在工作中改变这件事有耐心。因为一旦你把电池看成动态系统,很多所谓材料性能问题就会变成时间问题、传质问题和界面演化问题。实验也会自然从“做一个更好的材料”变成“抓住它什么时候开始变坏,以及能不能让这种变化自己往有利方向走”。

