La energía es el motor del desarrollo de la sociedad humana.En los últimos años, a medida que los objetivos de desarrollo globales de “pico de carbono, neutralidad de carbono”, basados ​​en la utilización de energía renovable, el almacenamiento masivo de energía y la popularización de vehículos de nueva energía se han convertido en la tendencia inevitable del desarrollo, las personas buscan seguridad, protección del medio ambiente y alta energía. La densidad y la demanda de baterías de bajo costo son más urgentes, por lo que los científicos también deben explorar una nueva generación de baterías que presenten requisitos más altos.En este contexto, las baterías de iones de zinc de drenaje se consideran una de las tecnologías de almacenamiento de energía sostenible con mayor potencial debido a su alta seguridad, bajo costo y respeto al medio ambiente.La dirección de investigación de Li Xinliang, profesor de la Facultad de Física de la Universidad de Zhengzhou, está estrechamente relacionada con este campo.

A lo largo de los años, Li Xinliang se ha dedicado a la investigación científica y ha logrado una serie de logros científicos innovadores en la investigación y el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía con baterías de drenaje/baterías halógenas y dispositivos de protección/absorción de ondas electromagnéticas. "Afortunadamente, mi investigación personal Los intereses están en línea con las necesidades estratégicas de desarrollo nacional, por eso he superado las dificultades y busco la verdad y la responsabilidad”, dijo.

Con los pies en la tierra, paso a paso en el camino de la investigación científica

Todo debe ser práctico, porque es fácil y no difícil.El camino de investigación científica de Li Xinliang se parece más a un retrato de la mayoría de los estudiantes comunes y corrientes.En 2011, fue admitido en la Universidad de Tecnología de la Luz de Zhengzhou, con especialización en física e ingeniería electrónica.La investigación sobre el almacenamiento de energía no era popular en ese momento.En la universidad, mientras soñaba, se sentía más confundido.

Con el estudio en profundidad de la investigación sobre el almacenamiento de energía, Li Xinliang descubrió gradualmente que los logros de la investigación científica en este campo pueden aplicarse y transformarse verdaderamente.Para seguir estudiando la investigación científica en campos relacionados, después de graduarse, estudió una maestría y un doctorado en la Universidad Politécnica Northwestern y la Universidad de la Ciudad de Hong Kong.También fue en la etapa posterior cuando conoció al profesor Yin Xiaowei y al profesor Zhi Chunyan, quienes tuvieron una importante influencia en su carrera de investigación científica.

Li Xinliang dijo sin rodeos que experimentó un período de confusión después de graduarse.Fue bajo la dirección del profesor Yin Xiaowei, su tutor de maestría, quien fijó su dirección de investigación sobre materiales resistentes a la radiación y se embarcó paso a paso en el camino de la investigación científica.Durante su estancia en la Universidad de la ciudad de Hong Kong, Li Xinliang, bajo la dirección del supervisor de doctorado, el profesor Zhi Chunyan, combinó la investigación sobre materiales resistentes a la radiación con temas de almacenamiento de energía y llevó a cabo investigaciones sobre almacenamiento seguro de energía y electrónica portátil flexible, de modo que para atender las necesidades potenciales del país en campos civiles e importantes.Además, durante su maestría, los dos tutores le brindaron a Li Xinliang un entorno de investigación científica muy libre, para que pudiera dar rienda suelta a su iniciativa subjetiva y explorar y avanzar constantemente impulsado por su interés”. La planificación y los objetivos futuros de la investigación científica eran vagos.Fue bajo su guía paso a paso que crecí mucho.Sin su ayuda, creo que no tengo ninguna posibilidad de embarcarme en este camino de investigación científica”, dijo Li Xinliang.

Para que su investigación científica funcione lo antes posible, después de graduarse, Li Xinliang se unió a la Universidad de la ciudad de Hong Kong-Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd., dedicada a la investigación científica sobre almacenamiento seguro de energía.Li Xinliang es muy consciente de que todavía queda un largo camino por recorrer desde el laboratorio hasta la aplicación empresarial, especialmente en el proceso de trasladar los resultados de la investigación de laboratorio a la producción de productos en masa, habrá muchos problemas "a gran escala" y dificultades.Durante este período de trabajo en Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd., Li Xinliang intentó cambiar su trabajo de investigación científica de orientado a problemas a orientado a la investigación y a la aplicación, lo que proporcionó una perspectiva más completa para su futura investigación científica. temas.

 Basado en la situación actual, la innovación en la investigación de baterías para sistemas de agua.

En septiembre de 2020, China estableció claramente el objetivo de alcanzar un “pico de carbono” para 2030 y una “neutralidad de carbono” para 2060.

A medida que las nuevas energías se convierten en una tendencia hoy en día, las baterías se han utilizado ampliamente en vehículos de nuevas energías, equipos electrónicos de consumo y todo tipo de sistemas de almacenamiento de energía.En este contexto social, Li Xinliang asume la responsabilidad de los investigadores científicos y está ansioso por hacer algo en campos relacionados.

Como todos sabemos, las baterías de iones de litio, ampliamente utilizadas en vehículos de nueva energía, tienen las ventajas de una alta densidad de energía, un volumen pequeño, un peso ligero y una larga vida útil.Sin embargo, las baterías de litio requieren un sellado extremadamente alto, especialmente durante el servicio para aislar el ambiente de agua y oxígeno, una vez que la batería se encuentra con una colisión, extrusión y otros empaques de la batería, la batería puede desencadenar una serie de reacciones exotérmicas en cadena, e incluso incendio y explosión... En este contexto, Li Xinliang cree que el desarrollo de baterías de agua más seguras, ecológicas y estables para satisfacer las necesidades del campo del almacenamiento seguro de energía presta gran atención a las características de seguridad de las baterías, especialmente los dispositivos electrónicos portátiles e incluso los dispositivos médicos implantados internos en Contacto directo con el cuerpo humano.

Li Xinliang dijo que la batería de drenaje como nueva tecnología de batería, con seguridad interna y capacidad de carga y descarga rápida, puede extender la vida útil de la batería y la batería tiene la capacidad de hacer frente a una variedad de escenarios hostiles de almacenamiento/energía, en energías renovables. El sistema de almacenamiento de energía, los vehículos eléctricos y los productos electrónicos portátiles y otros campos tienen una amplia perspectiva de aplicación”. Por lo tanto, la dirección principal de nuestra investigación ahora es desarrollar baterías de drenaje para llenar el vacío en la cadena de suministro en el actual mercado de almacenamiento de energía seguro para baterías de iones de litio.Mientras tanto, en futuras investigaciones también consideramos incluir las cuestiones de radiación en entornos electromagnéticos/infrarrojos complejos en la evaluación dinámica de la seguridad del servicio”, afirmó.

En este proceso, Li Xinliang y su equipo de investigación primero llevaron a cabo el diseño general de la batería de drenaje para garantizar la alta adaptabilidad de cada parte de los componentes de la batería.En segundo lugar, introdujeron sistemas de monitoreo de temperatura y voltaje, así como dispositivos de protección contra sobrecorriente y sobrevoltaje, para monitorear el funcionamiento de la batería en tiempo real y rastrear la aparición de condiciones anormales.Además, también utilizan la modificación de electrodos y electrolitos para mejorar el rendimiento electroquímico de las baterías de drenaje y al mismo tiempo reducen las posibles reacciones secundarias en el proceso de servicio de las baterías de drenaje, a fin de mejorar la seguridad y estabilidad de las baterías de drenaje.

El portador de electrolitos, el agua, es un disolvente económico, renovable y respetuoso con el medio ambiente.En comparación con el disolvente orgánico de las baterías orgánicas tradicionales, el agua tiene una seguridad inherente y un coste menor, con un menor impacto en el medio ambiente.Además, las baterías de agua también son renovables.El agua y las sales metálicas son recursos renovables que pueden reducir el consumo de recursos y la demanda de metales raros.Sin embargo, el uso de agua como electrolito tiene la desventaja de que la ventana de voltaje estable del agua es estrecha y puede reaccionar con el electrodo, especialmente el extremo negativo del metal, lo que resulta en una reducción de la vida útil de la batería.Sobre la base de los resultados de la investigación relevante, Li Xinliang también está comprometido con el desarrollo de nuevas baterías halógenas de alta densidad energética.

Debido a las ventajas de un alto potencial redox, un bajo costo y abundantes recursos, el halógeno muestra grandes perspectivas de aplicación en materiales de electrodos.En este contexto, el equipo de Li Xinliang propuso una estrategia eficiente de modulación de electrolitos para implementar halógenos en un sistema de almacenamiento de energía de conversión de transición multivalente reversible, y eligió sal de haluro más segura como fuente de halógeno activo para reemplazar el material único de halógeno tradicional como prueba de concepto, construyó un Halógeno de alto rendimiento sin precedentes basado en una batería química de conversión multielectrónica.Vale la pena mencionar que a través de una serie de investigaciones y exploraciones científicas, aumentaron con éxito la densidad de energía de las baterías halógenas a más del 200% del valor original, mejorando significativamente la capacidad de almacenamiento de energía de las baterías halógenas.Además, el nuevo mecanismo redox desarrollado por el equipo de Li Xinliang muestra una excelente adaptabilidad a bajas temperaturas, lo que amplía enormemente los escenarios de aplicación de las baterías halógenas.

 Calmar nuestra actitud y promover la investigación científica.

Investigación científica, mucho tiempo.Li Xinliang sabe que la mejora del rendimiento de las baterías de drenaje no se logra de la noche a la mañana.A veces, una prueba de desempeño puede tardar uno o años en ver resultados, lo que generará una serie de problemas”. Cuando encontramos problemas, en primer lugar, debemos leer la literatura extensamente y aprender de la experiencia y las lecciones de otros.En segundo lugar, debemos discutir con nuestros mentores y colegas y hacer una lluvia de ideas, lo que siempre será fructífero”, dijo Li Xinliang.

El año 2023 es un nuevo punto de inflexión para la vida de Li Xinliang.Este año, cuando tenía 30 años, regresó a su ciudad natal en la provincia de Henan y vino a la Facultad de Física de la Universidad de Zhengzhou para realizar trabajos de investigación científica. “Soy sólo una de las personas que siempre tienen que regresar para llenar el vacío 'depresión tecnológica'”, dijo.Como introducción de talentos de investigación científica, tanto la provincia de Henan como la Universidad de Zhengzhou y la Facultad de Física de la Universidad de Zhengzhou han brindado a Li Xinliang un gran apoyo en su entorno de vida y de investigación científica, y lo han ayudado a eliminar sus preocupaciones en casa.Ahora, en más de medio año, ha creado su propio equipo de investigación, pero también ha determinado la dirección del trabajo futuro de acuerdo con su base de investigación. "En primer lugar, nuestro objetivo es mejorar el rendimiento y la estabilidad de la batería, y desarrollar algunos programas de exploración en la dirección de la frontera y cuestiones científicas abiertas en el campo, a través de mucha práctica de investigación científica, para juzgar si las soluciones relevantes son factibles.En este período, sería mejor resolver algunos problemas técnicos, presentar algunos modelos teóricos básicos de innovación y dar un pequeño paso adelante en este campo”, afirmó.

El camino que tenemos por delante es un largo camino por recorrer.En el desarrollo y exploración de la tecnología de baterías de drenaje, el fracaso y la frustración son las cosas más comunes, pero Li Xinliang siempre cree que siempre habrá ganancias.En un futuro próximo, espera formar un equipo de investigación único basado en el almacenamiento de energía complejo y seguro, centrar su investigación en las principales necesidades tecnológicas del país y esforzarse por hacer su propia contribución”. Con avances tecnológicos y una mayor viabilidad económica, podemos Esperamos ver que la tecnología de baterías de drenaje ingrese gradualmente al mercado en los próximos años para brindar soluciones energéticas más confiables y ambientalmente seguras para el país, la sociedad y los consumidores comunes”, dijo Li Xinliang con confianza.