Energi adalah kekuatan pendorong bagi perkembangan masyarakat manusia.Dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan tujuan pembangunan global “puncak karbon, karbon netral”, berdasarkan pemanfaatan energi terbarukan dari penyimpanan energi massal dan mempopulerkan kendaraan energi baru telah menjadi tren pembangunan yang tak terelakkan, masyarakat demi keselamatan, perlindungan lingkungan, energi tinggi kepadatan, permintaan baterai berbiaya rendah semakin mendesak, dan para ilmuwan juga mengajukan persyaratan yang lebih tinggi untuk mengeksplorasi baterai generasi baru.Dalam konteks ini, baterai ion seng drainase dianggap sebagai salah satu teknologi penyimpanan energi berkelanjutan yang paling potensial karena keamanannya yang tinggi, biaya rendah, dan ramah lingkungan.Arahan penelitian Li Xinliang, seorang profesor di Fakultas Fisika Universitas Zhengzhou, erat kaitannya dengan bidang ini.

Selama bertahun-tahun, Li Xinliang telah mengabdikan dirinya pada penelitian ilmiah, dan membuat serangkaian pencapaian penelitian ilmiah yang inovatif dalam penelitian dan pengembangan baterai drainase/sistem penyimpanan energi baterai halogen dan perangkat penyerapan/pelindung gelombang elektromagnetik.”Untungnya, penelitian pribadi saya kepentingannya sejalan dengan kebutuhan pembangunan strategis nasional, sehingga saya mengatasi kesulitan dan mencari kebenaran dan tanggung jawab.”

Down-to-earth, langkah demi langkah dalam perjalanan penelitian ilmiah

Segala sesuatunya harus membumi untuk dilakukan, karena itu mudah, bukan yang sulit.Jalur penelitian ilmiah Li Xinliang lebih seperti gambaran kebanyakan siswa biasa.Pada tahun 2011, ia diterima di Universitas Teknologi Cahaya Zhengzhou, jurusan fisika dan Teknik elektronik.Penelitian tentang penyimpanan energi belum populer pada saat itu.Di perguruan tinggi, ketika dia bermimpi, dia merasa semakin bingung.

Dengan kajian mendalam tentang penelitian penyimpanan energi, Li Xinliang secara bertahap menemukan bahwa pencapaian penelitian ilmiah di bidang ini dapat benar-benar diterapkan dan diubah.Untuk mempelajari lebih lanjut penelitian ilmiah di bidang terkait, ia belajar untuk gelar master dan doktor di Northwestern Polytechnical University dan City University of Hong Kong setelah lulus.Pada tahap selanjutnya dia bertemu dengan Profesor Yin Xiaowei dan Profesor Zhi Chunyan, yang memiliki pengaruh penting dalam karir penelitian ilmiahnya.

Li Xinliang dengan blak-blakan mengatakan bahwa dia mengalami masa kebingungan setelah lulus.Di bawah bimbingan Profesor Yin Xiaowei, guru masternya, yang menetapkan arah penelitiannya pada bahan tahan radiasi dan memulai penelitian ilmiah selangkah demi selangkah.Selama tinggal di City University of Hong Kong, Li Xinliang, di bawah bimbingan pembimbing doktoral Profesor Zhi Chunyan, telah menggabungkan penelitian tentang bahan tahan radiasi dengan topik penyimpanan energi, dan melakukan penelitian tentang penyimpanan energi yang aman dan perangkat elektronik yang dapat dipakai secara fleksibel, sehingga untuk melayani potensi kebutuhan negara di bidang sipil dan penting.Selain itu, selama gelar masternya, kedua tutor tersebut memberi Li Xinliang lingkungan penelitian ilmiah yang sangat gratis, sehingga dia dapat memanfaatkan sepenuhnya inisiatif subjektifnya dan terus mengeksplorasi dan bergerak maju didorong oleh minatnya. perencanaan dan tujuan masa depan penelitian ilmiah tidak jelas.Di bawah bimbingan langkah demi langkah mereka, saya tumbuh besar.Tanpa bantuan mereka, saya rasa saya tidak memiliki kesempatan untuk memulai jalur penelitian ilmiah ini.”kata Li Xinliang.

Agar penelitian ilmiahnya berhasil secepat mungkin, setelah lulus, Li Xinliang bergabung dengan Universitas Kota Hong Kong-Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd. yang terlibat dalam penelitian ilmiah penyimpanan energi yang aman.Li Xinliang sangat menyadari bahwa perjalanan dari laboratorium ke aplikasi perusahaan masih panjang, terutama dalam proses hasil penelitian laboratorium hingga produksi produk massal, akan banyak masalah yang “berskala besar” dan kesulitan.Selama masa kerjanya di Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd., Li Xinliang mencoba mengubah karya penelitian ilmiahnya dari berorientasi pada masalah menjadi berorientasi pada penelitian dan berorientasi pada aplikasi, yang memberikan perspektif yang lebih komprehensif untuk penelitian ilmiahnya di masa depan. topik.

 Berdasarkan situasi saat ini, inovasi penelitian baterai sistem air

Pada bulan September 2020, Tiongkok dengan jelas menyatakan tujuan “puncak karbon” pada tahun 2030 dan “netralitas karbon” pada tahun 2060.

Ketika energi baru menjadi tren saat ini, baterai telah banyak digunakan pada kendaraan energi baru, peralatan elektronik konsumen, dan semua jenis sistem tenaga penyimpanan energi.Dengan latar belakang sosial ini, Li Xinliang memikul tanggung jawab sebagai peneliti ilmiah dan bersemangat untuk melakukan sesuatu di bidang terkait.

Seperti kita ketahui bersama, baterai lithium-ion, yang banyak digunakan pada kendaraan energi baru, memiliki keunggulan kepadatan energi yang tinggi, volume kecil, ringan, dan masa pakai yang lama.Namun, baterai lithium memerlukan penyegelan yang sangat tinggi, terutama selama layanan untuk mengisolasi lingkungan air dan oksigen, begitu baterai mengalami benturan, ekstrusi, dan kemasan baterai lainnya, baterai dapat memicu serangkaian reaksi berantai eksotermik, dan bahkan kebakaran dan ledakan… Dalam konteks ini, Li Xinliang percaya bahwa pengembangan baterai air yang lebih aman, ramah lingkungan, dan lebih stabil untuk memenuhi kebutuhan bidang penyimpanan energi yang aman memberikan perhatian besar pada karakteristik keselamatan baterai, terutama perangkat elektronik yang dapat dipakai dan bahkan perangkat medis yang ditanamkan secara internal di dalamnya. kontak langsung dengan tubuh manusia.

Li Xinliang mengatakan, baterai drainase sebagai teknologi baterai baru, dengan keamanan internal dan kemampuan pengisian dan pengosongan yang cepat, dapat memperpanjang masa pakai baterai dan baterai memiliki kemampuan untuk menangani berbagai skenario penyimpanan / energi yang keras, dalam hal terbarukan. sistem penyimpanan energi, kendaraan listrik dan produk elektronik portabel serta bidang lainnya memiliki prospek penerapan yang luas.”Oleh karena itu, arah utama penelitian kami sekarang adalah mengembangkan baterai drainase untuk mengisi kesenjangan dalam rantai pasokan di pasar penyimpanan energi yang aman saat ini untuk baterai litium-ion.Sementara itu, dalam penelitian masa depan, kami juga mempertimbangkan untuk memasukkan masalah radiasi dalam latar belakang elektromagnetik/inframerah yang kompleks dalam penilaian dinamis keselamatan layanan.”Dia berkata.

Dalam proses ini, Li Xinliang dan tim penelitinya terlebih dahulu melakukan desain keseluruhan baterai drainase untuk memastikan kemampuan adaptasi yang tinggi dari setiap bagian komponen baterai.Kedua, mereka memperkenalkan sistem pemantauan suhu dan tegangan, serta perangkat perlindungan arus lebih dan tegangan lebih, untuk memantau pengoperasian baterai secara real time dan melacak terjadinya kondisi abnormal.Selain itu, mereka juga menggunakan modifikasi elektroda dan elektrolit untuk meningkatkan kinerja elektrokimia baterai drainase sekaligus mengurangi kemungkinan reaksi samping dalam proses servis baterai drainase, sehingga dapat meningkatkan keamanan dan stabilitas baterai drainase.

Pembawa elektrolit —— air adalah pelarut berbiaya rendah, terbarukan, dan ramah lingkungan.Dibandingkan dengan pelarut organik dalam baterai organik tradisional, air memiliki keamanan yang melekat dan biaya yang lebih rendah, serta dampak yang lebih kecil terhadap lingkungan.Selain itu, baterai air juga bersifat terbarukan.Air dan garam logam merupakan sumber daya terbarukan, yang dapat mengurangi konsumsi sumber daya dan mengurangi permintaan logam langka.Namun penggunaan air sebagai elektrolit mempunyai kelemahan yaitu jendela tegangan stabil air menjadi sempit dan dapat bereaksi dengan elektroda, terutama logam ekstrim negatif, sehingga mengakibatkan berkurangnya masa pakai baterai.Berdasarkan hasil penelitian yang relevan, Li Xinliang juga berkomitmen untuk pengembangan baterai halogen kepadatan energi tinggi yang baru.

Karena keunggulan potensi redoks yang tinggi, biaya rendah dan sumber daya yang melimpah, halogen menunjukkan prospek penerapan yang bagus pada bahan elektroda.Dalam latar belakang ini, tim Li Xinliang mengemukakan strategi modulasi elektrolit yang efisien untuk mewujudkan halogen dalam sistem penyimpanan energi konversi transisi multivalen yang dapat dibalik, dan memilih garam halida yang lebih aman sebagai sumber halogen aktif menggantikan bahan tunggal halogen tradisional sebagai bukti konsep, membangun sebuah halogen berkinerja tinggi yang belum pernah terjadi sebelumnya berdasarkan baterai kimia konversi multielektron.Perlu disebutkan bahwa melalui serangkaian penelitian dan eksplorasi ilmiah, mereka berhasil meningkatkan kepadatan energi baterai halogen hingga lebih dari 200% dari nilai aslinya, sehingga secara signifikan meningkatkan kapasitas penyimpanan energi baterai halogen.Selain itu, mekanisme redoks baru yang dikembangkan oleh tim Li Xinliang menunjukkan kemampuan beradaptasi suhu rendah yang sangat baik, yang sangat memperluas skenario penerapan baterai halogen.

 Tenangkan sikap kita dan promosikan penelitian ilmiah

Penelitian ilmiah, sudah lama sekali.Li Xinliang mengetahui bahwa peningkatan kinerja baterai drainase tidak dapat dicapai dalam semalam.Kadang-kadang tes kinerja membutuhkan waktu satu tahun atau bertahun-tahun untuk melihat hasilnya, yang akan menemui serangkaian masalah.” Ketika kita menghadapi masalah, pertama-tama, kita harus membaca literatur secara ekstensif dan belajar dari pengalaman dan pelajaran orang lain.Kedua, kita harus berdiskusi dengan mentor dan kolega kita serta bertukar pikiran, yang akan selalu membuahkan hasil.” kata Li Xinliang.

Tahun 2023 menjadi titik balik baru dalam kehidupan Li Xinliang.Tahun ini, ketika ia berusia 30 tahun, ia kembali ke kampung halamannya di provinsi Henan dan datang ke Fakultas Fisika Universitas Zhengzhou untuk melakukan penelitian ilmiah. 'depresi teknologi'.”Dia berkata.Sebagai pengenalan bakat penelitian ilmiah, baik Provinsi Henan, Universitas Zhengzhou, dan Fakultas Fisika Universitas Zhengzhou telah memberikan dukungan besar kepada Li Xinliang dalam lingkungan kehidupan dan penelitian ilmiahnya, dan membantunya menghilangkan kekhawatirannya di rumah.Sekarang, dalam lebih dari setengah tahun, dia telah membentuk tim penelitiannya sendiri, tetapi juga menentukan arah kerja masa depan sesuai dengan landasan penelitiannya. “Pertama-tama, kami bertujuan untuk meningkatkan kinerja dan stabilitas baterai, dan mengembangkan beberapa program eksplorasi ke arah terdepan dan isu-isu ilmiah terbuka di lapangan, melalui banyak praktik penelitian ilmiah, untuk menilai apakah solusi yang relevan dapat dilakukan.Pada periode ini, akan lebih baik untuk menyelesaikan beberapa masalah teknis, mengedepankan beberapa model teori dasar inovasi, dan mendorong satu langkah kecil di lapangan.”

Jalan di depan masih panjang.Dalam pengembangan dan eksplorasi teknologi baterai drainase, kegagalan dan frustrasi adalah hal yang paling umum, namun Li Xinliang selalu percaya bahwa akan selalu ada keuntungan.Dalam waktu dekat, ia berharap dapat membangun tim peneliti unik berdasarkan penyimpanan energi yang kompleks dan aman, memfokuskan penelitiannya pada kebutuhan teknologi utama negara ini, dan berusaha memberikan kontribusinya sendiri.”Dengan kemajuan teknologi dan peningkatan kelayakan ekonomi, kita bisa berharap untuk melihat teknologi baterai drainase secara bertahap memasuki pasar di tahun-tahun mendatang untuk memberikan solusi energi yang lebih andal dan aman bagi lingkungan bagi negara, masyarakat, dan konsumen biasa.”Li Xinliang berkata dengan percaya diri.