الطاقة هي القوة الدافعة لتنمية المجتمع البشري.في السنوات الأخيرة، نظرًا لأن أهداف التنمية العالمية "ذروة الكربون، محايدة الكربون"، القائمة على استخدام الطاقة المتجددة لتخزين الطاقة بكميات كبيرة وتعميم مركبات الطاقة الجديدة، أصبحت الاتجاه الحتمي للتنمية، والناس من أجل السلامة، وحماية البيئة، والطاقة العالية الكثافة، والطلب على البطاريات منخفضة التكلفة أكثر إلحاحا، كما أنه للعلماء لاستكشاف جيل جديد من البطاريات طرح متطلبات أعلى.وفي هذا السياق، تعتبر بطاريات أيونات الزنك الصرفية واحدة من أكثر تقنيات تخزين الطاقة المستدامة المحتملة بسبب سلامتها العالية، وتكلفتها المنخفضة، وملاءمتها للبيئة.ويرتبط الاتجاه البحثي للي شين ليانغ، الأستاذ في كلية الفيزياء بجامعة تشنغتشو، ارتباطًا وثيقًا بهذا المجال.

على مر السنين، كرس لي شين ليانغ نفسه للبحث العلمي، وحقق سلسلة من إنجازات البحث العلمي المبتكرة في البحث والتطوير لبطارية التصريف / نظام تخزين طاقة بطارية الهالوجين وأجهزة امتصاص / حماية الموجات الكهرومغناطيسية. "لحسن الحظ، بحثي الشخصي وأضاف: "مصالحنا تتماشى مع احتياجات التنمية الاستراتيجية الوطنية، لذلك تغلبت على الصعوبات وأبحث عن الحقيقة والمسؤولية".

عمل واقعي، خطوة بخطوة على طريق البحث العلمي

يجب أن يكون كل شيء عمليًا، لأنه سهل، وليس صعبًا.يشبه مسار البحث العلمي لـ Li Xinliang تصوير معظم الطلاب العاديين.وفي عام 2011، تم قبوله في جامعة تشنغتشو لتكنولوجيا الضوء، وتخصص في الفيزياء والهندسة الإلكترونية.لم تكن الأبحاث المتعلقة بتخزين الطاقة شائعة في ذلك الوقت.في الكلية، بينما كان يحلم، شعر بمزيد من الارتباك.

من خلال الدراسة المتعمقة لأبحاث تخزين الطاقة، وجد لي شين ليانغ تدريجيًا أن إنجازات البحث العلمي في هذا المجال يمكن تطبيقها وتحويلها حقًا.من أجل مواصلة دراسة البحث العلمي في المجالات ذات الصلة، درس للحصول على درجتي الماجستير والدكتوراه في جامعة نورث وسترن للفنون التطبيقية وجامعة مدينة هونغ كونغ بعد التخرج.وفي مرحلة لاحقة أيضًا التقى بالبروفيسور يين شياووي والبروفيسور تشي تشونيان، اللذين كان لهما تأثير مهم على مسيرته البحثية العلمية.

قال لي شين ليانغ بصراحة إنه شهد فترة من الارتباك بعد التخرج.كان ذلك بتوجيه من البروفيسور يين شياو وي، مدرس الماجستير، الذي حدد اتجاه بحثه حول المواد المقاومة للإشعاع وشرع في طريق البحث العلمي خطوة بخطوة.أثناء إقامته في جامعة سيتي في هونغ كونغ، قام لي شين ليانغ، بتوجيه من مشرف الدكتوراه البروفيسور تشي تشون يان، بدمج الأبحاث حول المواد المقاومة للإشعاع مع موضوعات تخزين الطاقة، وأجرى أبحاثًا حول التخزين الآمن للطاقة والإلكترونيات المرنة القابلة للارتداء، لذلك بما يخدم الاحتياجات المحتملة للبلاد في المجالات المدنية والهامة.بالإضافة إلى ذلك، خلال فترة الماجستير، قدم المعلمان لـ Li Xinliang بيئة بحث علمي مجانية للغاية، حتى يتمكن من إطلاق العنان لمبادرته الذاتية والاستكشاف المستمر والمضي قدمًا مدفوعًا باهتمامه. كان التخطيط والأهداف المستقبلية للبحث العلمي غامضة.لقد نشأت كثيرًا تحت توجيهاتهم خطوة بخطوة.بدون مساعدتهم، أعتقد أنه ليس لدي فرصة للشروع في طريق البحث العلمي هذا.

من أجل جعل بحثه العلمي يعمل في أسرع وقت ممكن، بعد التخرج، انضم لي شين ليانغ إلى جامعة مدينة هونغ كونغ-هونج كونج شركة Big Zinc Energy Co., Ltd. العاملة في مجال البحث العلمي للتخزين الآمن للطاقة.يدرك Li Xinliang جيدًا أنه لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه من المختبر إلى تطبيق المؤسسة، خاصة في عملية نتائج الأبحاث المختبرية وحتى إنتاج المنتجات بكميات كبيرة، وسيكون هناك العديد من المشكلات "واسعة النطاق" و الصعوبات.خلال هذه الفترة من العمل في شركة Big Zinc Energy Co., Ltd. في هونغ كونغ، حاول Li Xinliang تغيير عمله البحثي العلمي من موجه نحو حل المشكلات إلى موجه نحو البحث وموجه نحو التطبيق، مما قدم منظورًا أكثر شمولاً لأبحاثه العلمية المستقبلية المواضيع.

 واستناداً إلى الوضع الحالي، فإن ابتكار أبحاث بطاريات نظام المياه

في سبتمبر 2020، أعلنت الصين بوضوح هدف "ذروة الكربون" بحلول عام 2030 و"حياد الكربون" بحلول عام 2060.

نظرًا لأن الطاقة الجديدة أصبحت اتجاهًا اليوم، فقد تم استخدام البطاريات على نطاق واسع في مركبات الطاقة الجديدة والمعدات الإلكترونية الاستهلاكية وجميع أنواع أنظمة الطاقة لتخزين الطاقة.في هذه الخلفية الاجتماعية، يتحمل لي شين ليانغ مسؤولية الباحثين العلميين ويتوق إلى القيام بشيء ما في المجالات ذات الصلة.

كما نعلم جميعًا، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون، المستخدمة على نطاق واسع في مركبات الطاقة الجديدة، بمزايا كثافة الطاقة العالية والحجم الصغير والوزن الخفيف وعمر الخدمة الطويل.ومع ذلك، تتطلب بطاريات الليثيوم إحكامًا عاليًا للغاية، خاصة أثناء الخدمة لعزل بيئة الماء والأكسجين، بمجرد مواجهة البطارية مثل الاصطدام والقذف وغيرها من عبوات البطارية، قد تؤدي البطارية إلى سلسلة من التفاعلات الطاردة للحرارة، وحتى الحريق والانفجار... وفي هذا السياق، يعتقد لي شين ليانغ أن تطوير بطاريات مائية أكثر أمانًا وخضراء واستقرارًا لتلبية احتياجات مجال تخزين الطاقة الآمن يولي اهتمامًا كبيرًا لخصائص سلامة البطارية، وخاصة الإلكترونيات القابلة للارتداء وحتى الأجهزة الطبية الداخلية المزروعة في الاتصال المباشر مع جسم الإنسان.

قال لي شين ليانغ، إن بطارية التصريف كتقنية جديدة للبطاريات، مع السلامة الداخلية والقدرة على الشحن والتفريغ السريع، يمكن أن تطيل عمر خدمة البطارية، والبطارية لديها القدرة على التعامل مع مجموعة متنوعة من سيناريوهات تخزين الطاقة / الطاقة القاسية، في مصادر الطاقة المتجددة. نظام تخزين الطاقة والمركبات الكهربائية والمنتجات الإلكترونية المحمولة وغيرها من المجالات لديها آفاق تطبيق واسعة. "لذلك، فإن الاتجاه الرئيسي لأبحاثنا الآن هو تطوير بطاريات الصرف لملء الفجوة في سلسلة التوريد في سوق تخزين الطاقة الآمن الحالي بطاريات الليثيوم أيون.وفي غضون ذلك، في الأبحاث المستقبلية، ندرس أيضًا تضمين قضايا الإشعاع في الخلفيات الكهرومغناطيسية / الأشعة تحت الحمراء المعقدة في التقييم الديناميكي لسلامة الخدمة.

في هذه العملية، قام Li Xinliang وفريق بحثه أولاً بتنفيذ التصميم الشامل لبطارية الصرف لضمان القدرة العالية على التكيف لكل جزء من مكونات البطارية.ثانيًا، قاموا بإدخال أنظمة مراقبة درجة الحرارة والجهد، بالإضافة إلى أجهزة حماية التيار الزائد والجهد الزائد، لمراقبة تشغيل البطارية في الوقت الفعلي وتتبع حدوث الظروف غير الطبيعية.بالإضافة إلى ذلك، يستخدمون أيضًا تعديل القطب والكهارل لتحسين الأداء الكهروكيميائي لبطاريات الصرف مع تقليل التفاعلات الجانبية المحتملة في عملية خدمة بطاريات الصرف، وذلك لتحسين سلامة واستقرار بطاريات الصرف.

يعتبر حامل الإلكتروليت —— الماء مذيبًا منخفض التكلفة ومتجددًا وصديقًا للبيئة.بالمقارنة مع المذيبات العضوية الموجودة في البطاريات العضوية التقليدية، تتمتع المياه بسلامة متأصلة وتكلفة أقل، مع تأثير أقل على البيئة.وبالإضافة إلى ذلك، فإن البطاريات المائية قابلة للتجديد أيضًا.تعتبر المياه والأملاح المعدنية من الموارد المتجددة، والتي يمكن أن تقلل من استهلاك الموارد وتقليل الطلب على المعادن النادرة.ومع ذلك، فإن استخدام الماء ككهارل له عيب، وهو أن نافذة الجهد المستقر للمياه تكون ضيقة، وقد تتفاعل مع القطب، وخاصة الطرف السلبي للمعدن، مما يؤدي إلى تقليل عمر خدمة البطارية.على أساس نتائج الأبحاث ذات الصلة، تلتزم شركة Li Xinliang أيضًا بتطوير بطاريات هالوجين جديدة ذات كثافة عالية من الطاقة.

نظرًا لمزايا إمكانات الأكسدة والاختزال العالية والتكلفة المنخفضة والموارد الوفيرة، يُظهر الهالوجين آفاقًا كبيرة للتطبيق في مواد الأقطاب الكهربائية.في هذه الخلفية، طرح فريق Li Xinliang إستراتيجية فعالة لتعديل الإلكتروليت لتحقيق الهالوجين في نظام تخزين طاقة التحويل للانتقال متعدد التكافؤ القابل للعكس، واختيار ملح هاليد أكثر أمانًا كمصدر هالوجين نشط ليحل محل مادة الهالوجين المفردة التقليدية كدليل على المفهوم، وبناء هالوجين عالي الأداء غير مسبوق يعتمد على بطارية كيميائية للتحويل متعدد الإلكترونات.ومن الجدير بالذكر أنه من خلال سلسلة من البحث العلمي والاستكشاف، نجحوا في زيادة كثافة الطاقة لبطاريات الهالوجين إلى أكثر من 200% من القيمة الأصلية، مما أدى إلى تحسين كبير في قدرة تخزين الطاقة لبطاريات الهالوجين.بالإضافة إلى ذلك، تُظهر آلية الأكسدة والاختزال الجديدة التي طورها فريق Li Xinliang قدرة ممتازة على التكيف مع درجات الحرارة المنخفضة، مما يوسع بشكل كبير سيناريوهات تطبيق بطاريات الهالوجين.

 تهدئة موقفنا وتعزيز البحث العلمي

البحث العلمي، وقتا طويلا.يعلم Li Xinliang أن تحسين أداء بطاريات التصريف لا يتحقق بين عشية وضحاها.في بعض الأحيان قد يستغرق اختبار الأداء سنة أو سنوات لرؤية النتائج، مما سيواجه سلسلة من المشاكل. عندما نواجه مشاكل، يجب علينا أولاً وقبل كل شيء قراءة الأدبيات بشكل مكثف والتعلم من تجارب ودروس الآخرين.ثانيًا، يجب أن نتناقش مع معلمينا وزملائنا ونتبادل الأفكار، الأمر الذي سيكون دائمًا مثمرًا. " قال لي شين ليانغ.

يعد عام 2023 نقطة تحول جديدة في حياة Li Xinliang.هذا العام، وهو في الثلاثين من عمره، عاد إلى مسقط رأسه في مقاطعة خنان وجاء إلى كلية الفيزياء بجامعة تشنغتشو لإجراء أبحاث علمية. "الاكتئاب التكنولوجي". قال.كإدخال مواهب البحث العلمي، قدمت كل من مقاطعة خنان وجامعة تشنغتشو وكلية الفيزياء بجامعة تشنغتشو دعمًا كبيرًا لـ Li Xinliang في بيئة معيشته والبحث العلمي، وساعدته في التخلص من مخاوفه في المنزل.الآن، وبعد أكثر من نصف عام، قام بتشكيل فريق بحث خاص به، ولكنه حدد أيضًا اتجاه العمل المستقبلي وفقًا لأساس بحثه. بعض برامج الاستكشاف للاتجاه الحدودي والقضايا العلمية المفتوحة في هذا المجال، من خلال الكثير من ممارسات البحث العلمي، للحكم على ما إذا كانت الحلول ذات الصلة مجدية.وفي هذه الفترة، سيكون من الأفضل حل بعض المشكلات التقنية، وطرح بعض النماذج النظرية الأساسية للابتكار، والمضي قدمًا بخطوة صغيرة واحدة في هذا المجال.

الطريق أمامنا طريق طويل لنقطعه.في تطوير واستكشاف تكنولوجيا بطاريات الصرف، يعد الفشل والإحباط أكثر الأشياء شيوعًا، لكن Li Xinliang يعتقد دائمًا أنه ستكون هناك دائمًا مكاسب.وفي المستقبل القريب، يأمل في بناء فريق بحث فريد يعتمد على تخزين الطاقة المعقدة والآمنة، وتركيز أبحاثه على الاحتياجات التكنولوجية الرئيسية للبلاد، والسعي لتقديم مساهمته الخاصة. "نتوقع أن نرى تكنولوجيا بطاريات الصرف تدخل السوق تدريجيًا في السنوات القادمة لتوفير حلول طاقة أكثر موثوقية وآمنة بيئيًا للبلاد والمجتمع والمستهلكين العاديين." قال لي شين ليانغ بثقة.