Tenaga adalah penggerak kepada pembangunan masyarakat manusia.Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, sebagai matlamat pembangunan "puncak karbon, neutral karbon" global, berdasarkan penggunaan tenaga boleh diperbaharui penyimpanan tenaga jisim dan popularisasi kenderaan tenaga baharu telah menjadi trend pembangunan yang tidak dapat dielakkan, orang untuk keselamatan, perlindungan alam sekitar, tenaga tinggi kepadatan, permintaan bateri kos rendah lebih mendesak, ia juga untuk para saintis meneroka generasi baharu bateri mengemukakan keperluan yang lebih tinggi.Dalam konteks ini, bateri ion zink saliran dianggap sebagai salah satu teknologi penyimpanan tenaga mampan yang paling berpotensi kerana keselamatannya yang tinggi, kos rendah dan mesra alam.Arah penyelidikan Li Xinliang, seorang profesor di Sekolah Fizik Universiti Zhengzhou, berkait rapat dengan bidang ini.

Selama bertahun-tahun, Li Xinliang telah menumpukan dirinya kepada penyelidikan saintifik, dan membuat satu siri pencapaian penyelidikan saintifik yang inovatif dalam penyelidikan dan pembangunan sistem penyimpanan tenaga bateri / bateri halogen saliran dan peranti penyerapan / pelindung gelombang elektromagnet." Nasib baik, penyelidikan peribadi saya kepentingan adalah selaras dengan keperluan pembangunan strategik negara, jadi saya telah mengatasi kesukaran dan mencari kebenaran dan tanggungjawab,” katanya.

Down-to-earth, langkah demi langkah di jalan penyelidikan saintifik

Segala-galanya harus sederhana untuk dilakukan, kerana ia mudah, jangan sukar.Laluan penyelidikan saintifik Li Xinliang lebih seperti gambaran kebanyakan pelajar biasa.Pada 2011, beliau telah diterima masuk ke Universiti Teknologi Cahaya Zhengzhou, dalam jurusan fizik dan Kejuruteraan elektronik.Penyelidikan mengenai penyimpanan tenaga tidak popular pada masa itu.Di kolej, semasa dia bermimpi, dia berasa lebih keliru.

Dengan kajian mendalam tentang penyelidikan penyimpanan tenaga, Li Xinliang secara beransur-ansur mendapati bahawa pencapaian penyelidikan saintifik dalam bidang ini boleh benar-benar diterapkan dan diubah.Bagi melanjutkan pelajaran penyelidikan saintifik dalam bidang berkaitan, beliau belajar untuk ijazah sarjana dan doktor di Universiti Politeknik Barat Laut dan City University of Hong Kong selepas tamat pengajian.Pada peringkat akhir juga dia bertemu Profesor Yin Xiaowei dan Profesor Zhi Chunyan, yang mempunyai pengaruh penting dalam kerjaya penyelidikan saintifiknya.

Li Xinliang terus terang berkata bahawa dia mengalami tempoh kekeliruan selepas tamat pengajian.Ia di bawah bimbingan Profesor Yin Xiaowei, tutor tuannya, yang menetapkan hala tuju penyelidikannya mengenai bahan rintangan sinaran dan memulakan jalan penyelidikan saintifik langkah demi langkah.Semasa berada di City University of Hong Kong, Li Xinliang, di bawah bimbingan penyelia kedoktoran Profesor Zhi Chunyan, telah menggabungkan penyelidikan mengenai bahan rintangan sinaran dengan topik penyimpanan tenaga, dan menjalankan penyelidikan mengenai penyimpanan tenaga yang selamat dan elektronik boleh pakai yang fleksibel, jadi untuk memenuhi keperluan potensi negara dalam bidang awam dan penting.Di samping itu, semasa ijazah sarjananya, kedua-dua tutor itu menyediakan Li Xinliang dengan persekitaran penyelidikan saintifik yang sangat bebas, supaya dia boleh memainkan sepenuhnya inisiatif subjektifnya dan sentiasa meneroka dan bergerak ke hadapan didorong oleh minatnya.” Pada mulanya, saya perancangan dan matlamat masa depan untuk penyelidikan saintifik adalah kabur.Di bawah bimbingan langkah demi langkah mereka saya banyak membesar.Tanpa bantuan mereka, saya rasa saya tidak mempunyai peluang untuk memulakan jalan penyelidikan saintifik ini.” Li Xinliang berkata.

Untuk membuat penyelidikan saintifiknya berfungsi secepat mungkin, selepas tamat pengajian, Li Xinliang menyertai City University of Hong Kong-Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd. yang terlibat dalam penyelidikan saintifik penyimpanan tenaga yang selamat.Li Xinliang sedar bahawa masih banyak perjalanan dari makmal ke aplikasi perusahaan, terutamanya dalam proses hasil penyelidikan makmal kepada pengeluaran produk besar-besaran, akan ada banyak masalah "meletakkan skala besar" dan kesukaran.Sepanjang tempoh bekerja di Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd., Li Xinliang cuba mengubah kerja penyelidikan saintifiknya daripada berorientasikan masalah kepada berorientasikan penyelidikan dan berorientasikan aplikasi, yang memberikan perspektif yang lebih komprehensif untuk penyelidikan saintifik masa depannya. topik.

 Berdasarkan situasi semasa, inovasi penyelidikan bateri sistem air

Pada September 2020, China dengan jelas menyatakan matlamat "puncak karbon" menjelang 2030 dan "neutraliti karbon" menjelang 2060.

Memandangkan tenaga baharu menjadi trend hari ini, bateri telah digunakan secara meluas dalam kenderaan tenaga baharu, peralatan elektronik pengguna dan semua jenis sistem kuasa storan tenaga.Dalam latar belakang sosial ini, Li Xinliang memikul tanggungjawab penyelidik saintifik dan bersemangat untuk melakukan sesuatu dalam bidang berkaitan.

Seperti yang kita semua tahu, bateri litium-ion, digunakan secara meluas dalam kenderaan tenaga baharu, mempunyai kelebihan ketumpatan tenaga tinggi, isipadu kecil, ringan dan hayat perkhidmatan yang panjang.Walau bagaimanapun, bateri litium memerlukan pengedap yang sangat tinggi, terutamanya semasa perkhidmatan untuk mengasingkan persekitaran air dan oksigen, sebaik sahaja bateri ditemui seperti perlanggaran, penyemperitan dan pembungkusan bateri lain, bateri boleh mencetuskan satu siri tindak balas eksotermik rantai, malah kebakaran dan letupan… Dalam konteks ini, Li Xinliang percaya bahawa pembangunan bateri air yang lebih selamat, hijau, lebih stabil untuk memenuhi keperluan bidang penyimpanan tenaga yang selamat memberi perhatian yang besar kepada ciri-ciri keselamatan bateri, terutamanya elektronik boleh pakai dan juga peranti perubatan implan dalaman dalam hubungan langsung dengan tubuh manusia.

Li Xinliang berkata, bateri saliran sebagai teknologi bateri baharu, dengan keselamatan dalaman dan keupayaan pengecasan dan pelepasan pantas, boleh memanjangkan hayat perkhidmatan bateri dan bateri mempunyai keupayaan untuk menangani pelbagai senario penyimpanan / tenaga yang keras, dalam boleh diperbaharui. sistem penyimpanan tenaga, kenderaan elektrik dan produk elektronik mudah alih dan bidang lain mempunyai prospek aplikasi yang luas."Oleh itu, hala tuju utama penyelidikan kami sekarang adalah untuk membangunkan bateri saliran untuk mengisi jurang dalam rantaian bekalan dalam pasaran simpanan tenaga selamat semasa untuk bateri litium-ion.Sementara itu, dalam penyelidikan masa depan, kami juga mempertimbangkan untuk memasukkan isu sinaran dalam latar belakang elektromagnet / inframerah yang kompleks dalam penilaian dinamik keselamatan perkhidmatan.” Katanya.

Dalam proses ini, Li Xinliang dan pasukan penyelidiknya mula-mula menjalankan reka bentuk keseluruhan bateri saliran untuk memastikan kebolehsuaian yang tinggi bagi setiap bahagian komponen bateri.Kedua, mereka memperkenalkan sistem pemantauan suhu dan voltan, serta peranti perlindungan arus lebih dan voltan, untuk memantau operasi bateri dalam masa nyata dan menjejaki berlakunya keadaan tidak normal.Di samping itu, mereka juga menggunakan pengubahsuaian elektrod dan elektrolit untuk meningkatkan prestasi elektrokimia bateri saliran sambil mengurangkan kemungkinan tindak balas sampingan dalam proses servis bateri saliran, untuk meningkatkan keselamatan dan kestabilan bateri saliran.

Pembawa elektrolit —— air ialah pelarut kos rendah, boleh diperbaharui dan mesra alam.Berbanding dengan pelarut organik dalam bateri organik tradisional, air mempunyai keselamatan yang wujud dan kos yang lebih rendah, dengan kesan yang kurang terhadap alam sekitar.Selain itu, bateri air juga boleh diperbaharui.Air dan garam logam ialah sumber yang boleh diperbaharui, yang boleh mengurangkan penggunaan sumber dan mengurangkan permintaan untuk logam nadir.Walau bagaimanapun, menggunakan air sebagai elektrolit, terdapat kelemahan, iaitu, tingkap voltan stabil air adalah sempit, dan mungkin bertindak balas dengan elektrod, terutamanya ekstrem negatif logam, mengakibatkan pengurangan hayat perkhidmatan bateri.Berdasarkan hasil penyelidikan yang berkaitan, Li Xinliang juga komited terhadap pembangunan bateri halogen ketumpatan tenaga tinggi baharu.

Disebabkan kelebihan potensi redoks yang tinggi, kos rendah dan sumber yang banyak, halogen menunjukkan prospek aplikasi yang hebat dalam bahan elektrod.Dalam latar belakang ini, pasukan Li Xinliang mengemukakan strategi modulasi elektrolit yang cekap untuk merealisasikan halogen dalam sistem penyimpanan tenaga penukaran peralihan multivalen boleh balik, dan memilih garam halida yang lebih selamat sebagai sumber halogen aktif menggantikan bahan tunggal halogen tradisional sebagai bukti konsep, membina halogen berprestasi tinggi yang belum pernah terjadi sebelumnya berdasarkan bateri kimia penukaran berbilang elektron.Perlu dinyatakan bahawa melalui satu siri penyelidikan dan penerokaan saintifik, mereka berjaya meningkatkan ketumpatan tenaga bateri halogen kepada lebih daripada 200% daripada nilai asal, dengan ketara meningkatkan kapasiti penyimpanan tenaga bagi bateri halogen.Selain itu, mekanisme redoks baharu yang dibangunkan oleh pasukan Li Xinliang menunjukkan kebolehsuaian suhu rendah yang sangat baik, yang meluaskan senario aplikasi bateri halogen.

 Tenangkan sikap kita dan galakkan penyelidikan saintifik

Penyelidikan saintifik, masa yang lama.Li Xinliang tahu bahawa peningkatan prestasi bateri saliran tidak dicapai dalam sekelip mata.Kadangkala ujian prestasi mungkin mengambil masa setahun atau tahun untuk melihat keputusan, yang akan menghadapi satu siri masalah.” Apabila kita menghadapi masalah, pertama sekali, kita mesti membaca literatur secara meluas dan belajar daripada pengalaman dan pengajaran orang lain.Kedua, kita mesti berbincang dengan mentor dan rakan sekerja dan sumbang saran, yang akan sentiasa membuahkan hasil.” Li Xinliang berkata.

Tahun 2023 adalah titik perubahan baharu bagi kehidupan Li Xinliang.Tahun ini, pada usia 30 tahun, dia pulang ke kampung halamannya di wilayah Henan dan datang ke Sekolah Fizik Universiti Zhengzhou untuk menjalankan kerja penyelidikan saintifik."Saya hanyalah salah seorang daripada orang yang sentiasa perlu kembali untuk mengisi ' kemurungan teknologi '.” Katanya.Sebagai pengenalan bakat penyelidikan saintifik, kedua-dua Wilayah Henan, Universiti Zhengzhou dan Pusat Pengajian Fizik Universiti Zhengzhou telah memberikan Li Xinliang sokongan yang hebat dalam persekitaran hidup dan penyelidikan saintifiknya, dan membantunya menghilangkan kebimbangannya di rumah.Kini, dalam lebih setengah tahun, dia telah menubuhkan pasukan penyelidikannya sendiri, tetapi juga menentukan hala tuju kerja masa depan mengikut asas penyelidikannya.” Pertama sekali, kami berhasrat untuk meningkatkan prestasi dan kestabilan bateri, dan membangunkan beberapa program penerokaan untuk hala tuju sempadan dan membuka isu saintifik di lapangan, melalui banyak amalan penyelidikan saintifik, untuk menilai sama ada penyelesaian yang berkaitan boleh dilaksanakan.Dalam tempoh ini, adalah lebih baik untuk menyelesaikan beberapa masalah teknikal, mengemukakan beberapa model teori asas inovasi, dan meneruskan satu langkah kecil dalam bidang itu.” Katanya.

Jalan di hadapan masih jauh.Dalam pembangunan dan penerokaan teknologi bateri saliran, kegagalan dan kekecewaan adalah perkara yang paling biasa, tetapi Li Xinliang sentiasa percaya bahawa akan sentiasa ada keuntungan.Dalam masa terdekat, beliau berharap untuk membina pasukan penyelidikan yang unik berdasarkan penyimpanan tenaga yang kompleks dan selamat, menumpukan penyelidikannya pada keperluan teknologi utama negara, dan berusaha untuk membuat sumbangannya sendiri.” Dengan kemajuan teknologi dan kebolehlaksanaan ekonomi yang lebih baik, kita boleh menjangkakan untuk melihat teknologi bateri saliran memasuki pasaran secara beransur-ansur pada tahun-tahun akan datang untuk menyediakan penyelesaian tenaga yang lebih dipercayai dan selamat alam sekitar untuk negara, masyarakat dan pengguna biasa.” Li Xinliang berkata dengan yakin.