Energia jest siłą napędową rozwoju społeczeństwa ludzkiego.W ostatnich latach, gdy globalne cele rozwojowe „szczyt emisji dwutlenku węgla, neutralność pod względem emisji dwutlenku węgla”, oparte na wykorzystaniu energii odnawialnej w masowych magazynach energii i popularyzacji nowych pojazdów energetycznych, stały się nieuniknionym trendem rozwoju, ludzie na rzecz bezpieczeństwa, ochrony środowiska, wysokich energii gęstość, niski koszt zapotrzebowania na akumulatory jest pilniejszy, także dla naukowców w celu zbadania nowej generacji akumulatorów stawiane są wyższe wymagania.W tym kontekście drenażowe akumulatory cynkowo-jonowe są uważane za jedną z najbardziej potencjalnych zrównoważonych technologii magazynowania energii ze względu na ich wysokie bezpieczeństwo, niski koszt i przyjazność dla środowiska.Kierunek badań Li Xinlianga, profesora w Szkole Fizyki Uniwersytetu w Zhengzhou, jest ściśle powiązany z tą dziedziną.

Przez lata Li Xinliang poświęcił się badaniom naukowym i poczynił szereg innowacyjnych osiągnięć w badaniach naukowych w zakresie badań i rozwoju systemów magazynowania energii baterii drenażowych/halogenowych oraz urządzeń pochłaniających/ekranujących fale elektromagnetyczne. ”Na szczęście moje osobiste badania interesy są zgodne ze strategicznymi potrzebami rozwoju kraju, dlatego przezwyciężyłem trudności i szukałem prawdy i odpowiedzialności” – powiedział.

Twardo stąpając po ziemi, krok po kroku na drodze badań naukowych

Wszystko powinno być przyziemne, bo jest łatwe, nie jest trudne.Ścieżka badań naukowych Li Xinlianga bardziej przypomina portret większości zwykłych studentów.W 2011 roku został przyjęty na Uniwersytet Technologii Światła w Zhengzhou, na kierunku fizyka i inżynieria elektroniczna.Badania nad magazynowaniem energii nie były wówczas popularne.Kiedy na studiach miał sen, czuł się bardziej zdezorientowany.

Dzięki dogłębnym studiom badań nad magazynowaniem energii Li Xinliang stopniowo odkrył, że osiągnięcia badań naukowych w tej dziedzinie można naprawdę zastosować i przekształcić.Aby kontynuować badania naukowe w pokrewnych dziedzinach, po ukończeniu studiów podjął studia magisterskie i doktoranckie na Northwestern Polytechnical University i City University of Hong Kong.Również na późniejszym etapie poznał profesorów Yin Xiaowei i profesora Zhi Chunyana, którzy wywarli istotny wpływ na jego karierę naukowo-badawczą.

Li Xinliang bez ogródek powiedział, że po ukończeniu studiów przeżył okres zamętu.Działo się to pod kierunkiem profesora Yin Xiaowei, opiekuna jego mistrza, który wyznaczył kierunek badań nad materiałami odpornymi na promieniowanie i krok po kroku wkroczył na drogę badań naukowych.Podczas swojego pobytu na City University w Hongkongu Li Xinliang, pod kierunkiem promotora doktoratu, profesora Zhi Chunyana, połączył badania nad materiałami odpornymi na promieniowanie z tematyką magazynowania energii oraz przeprowadził badania nad bezpiecznym magazynowaniem energii i elastyczną elektroniką do noszenia, dzięki czemu aby służyć potencjalnym potrzebom kraju w cywilnych i ważnych dziedzinach.Ponadto, podczas jego studiów magisterskich, obaj wykładowcy zapewnili Li Xinliangowi bardzo bezpłatne środowisko badań naukowych, tak aby mógł w pełni wykorzystać swoją subiektywną inicjatywę oraz stale odkrywać i poruszać się do przodu, kierując się swoimi zainteresowaniami”. planowanie i przyszłe cele badań naukowych były niejasne.To pod ich okiem krok po kroku bardzo dorastałem.Myślę, że bez ich pomocy nie miałbym szans wyruszyć na drogę badań naukowych” – powiedział Li Xinliang.

Aby jak najszybciej rozpocząć prace badawcze, Li Xinliang po ukończeniu studiów dołączył do City University of Hong Kong-Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd., gdzie zajmuje się badaniami naukowymi dotyczącymi bezpiecznego magazynowania energii.Li Xinliang doskonale zdaje sobie sprawę, że od laboratorium do zastosowania w przedsiębiorstwie jeszcze długa droga, szczególnie w procesie uzyskiwania wyników badań laboratoryjnych do produkcji produktów masowych, będzie wiele problemów „umieszczonych na dużą skalę” i trudności.W tym okresie pracy w Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd. Li Xinliang próbował zmienić swoją pracę naukową z zorientowanej na problem na zorientowaną na badania i zastosowania, co zapewniło mu bardziej wszechstronną perspektywę dla jego przyszłych badań naukowych tematy.

 W oparciu o obecną sytuację innowacja badań baterii systemów wodnych

We wrześniu 2020 r. Chiny jasno określiły cel „szczytu emisji dwutlenku węgla” do 2030 r. i „neutralności węglowej” do 2060 r.

Ponieważ nowa energia staje się obecnie trendem, akumulatory są szeroko stosowane w pojazdach zasilanych nowym energią, sprzęcie elektronicznym i wszelkiego rodzaju systemach zasilania magazynujących energię.Na tym tle społecznym Li Xinliang ponosi odpowiedzialność za badaczy naukowych i pragnie zrobić coś w pokrewnych dziedzinach.

Jak wszyscy wiemy, akumulatory litowo-jonowe, szeroko stosowane w pojazdach nowej generacji, mają zalety dużej gęstości energii, małej objętości, lekkości i długiej żywotności.Jednakże baterie litowe wymagają wyjątkowo wysokiego uszczelnienia, szczególnie podczas izolowania środowiska wodnego i tlenowego, po napotkaniu baterii, takiej jak kolizja, wytłaczanie lub inne opakowanie baterii, bateria może wywołać serię łańcuchowych reakcji egzotermicznych, a nawet pożar i eksplozję… W tym kontekście Li Xinliang uważa, że ​​w opracowaniu bezpieczniejszych, ekologicznych i stabilniejszych baterii wodnych, aby sprostać potrzebom w dziedzinie bezpiecznego magazynowania energii, dużą uwagę zwraca się na bezpieczeństwo baterii, zwłaszcza elektroniki do noszenia, a nawet wszczepianych wewnętrznie urządzeń medycznych w bezpośredni kontakt z ciałem człowieka.

Li Xinliang powiedział, że bateria drenażowa to nowa technologia baterii, zapewniająca bezpieczeństwo wewnętrzne oraz zdolność szybkiego ładowania i rozładowywania, może wydłużyć żywotność baterii, a bateria jest w stanie poradzić sobie z różnorodnymi trudnymi scenariuszami magazynowania/energii w odnawialnych źródłach energii. systemy magazynowania energii, pojazdy elektryczne i przenośne produkty elektroniczne oraz inne dziedziny mają szerokie perspektywy zastosowania.” Dlatego głównym kierunkiem naszych badań jest obecnie opracowanie akumulatorów drenażowych, aby wypełnić lukę w łańcuchu dostaw na obecnym rynku bezpiecznych magazynów energii dla baterie litowo-jonowe.W międzyczasie w przyszłych badaniach rozważamy również uwzględnienie kwestii promieniowania w złożonym tle elektromagnetycznym/podczerwonym w dynamicznej ocenie bezpieczeństwa usług” – powiedział.

W tym procesie Li Xinliang i jego zespół badawczy najpierw przeprowadzili ogólny projekt akumulatora drenażowego, aby zapewnić wysoką zdolność adaptacji każdej części komponentów akumulatora.Po drugie, wprowadzono systemy monitorowania temperatury i napięcia oraz urządzenia zabezpieczające przed przetężeniem i przepięciem, aby monitorować pracę akumulatora w czasie rzeczywistym i śledzić występowanie stanów nietypowych.Ponadto wykorzystują również modyfikację elektrody i elektrolitu, aby poprawić wydajność elektrochemiczną akumulatorów drenażowych, jednocześnie redukując możliwe reakcje uboczne w procesie serwisowania akumulatorów drenażowych, aby poprawić bezpieczeństwo i stabilność akumulatorów drenażowych.

Nośnik elektrolitu — woda to tani, odnawialny i przyjazny dla środowiska rozpuszczalnik.W porównaniu z rozpuszczalnikiem organicznym stosowanym w tradycyjnych bateriach organicznych, woda jest bezpieczniejsza i tańsza, a jednocześnie ma mniejszy wpływ na środowisko.Ponadto baterie wodne są również odnawialne.Woda i sole metali to zasoby odnawialne, które mogą zmniejszyć zużycie zasobów i zmniejszyć zapotrzebowanie na metale rzadkie.Jednakże stosowanie wody jako elektrolitu ma tę wadę, że okno stabilnego napięcia wody jest wąskie i może reagować z elektrodą, zwłaszcza z ujemnym krańcem metalu, co skutkuje skróceniem żywotności akumulatora.Na podstawie odpowiednich wyników badań Li Xinliang angażuje się również w rozwój nowych akumulatorów halogenowych o dużej gęstości energii.

Ze względu na zalety wysokiego potencjału redoks, niski koszt i obfite zasoby, halogen wykazuje ogromne perspektywy zastosowania w materiałach elektrodowych.Na tym tle zespół Li Xinliang zaproponował wydajną strategię modulacji elektrolitu, aby zrealizować halogen w systemie magazynowania energii konwersji o odwracalnym przejściu wielowartościowym i wybrać bezpieczniejszą sól halogenkową jako aktywne źródło halogenu, zastępując tradycyjny pojedynczy materiał halogenowy jako dowód koncepcji, zbudować niespotykany dotąd, wysokowydajny halogen oparty na wieloelektronowej baterii chemicznej z konwersją elektronów.Warto wspomnieć, że dzięki szeregowi badań naukowych i eksploracji udało im się zwiększyć gęstość energii akumulatorów halogenowych do ponad 200% pierwotnej wartości, znacznie poprawiając zdolność magazynowania energii akumulatorów halogenowych.Ponadto nowy mechanizm redoks opracowany przez zespół Li Xinlianga wykazuje doskonałą zdolność adaptacji w niskich temperaturach, co znacznie rozszerza możliwości zastosowań akumulatorów halogenowych.

 Uspokój nasze nastawienie i promuj badania naukowe

Badania naukowe, długi czas.Li Xinliang wie, że poprawy wydajności akumulatorów drenażowych nie da się osiągnąć z dnia na dzień.Czasami wyniki testu wydajności mogą zająć rok lub lata, co może spowodować szereg problemów. Kiedy napotykamy problemy, przede wszystkim musimy dokładnie przeczytać literaturę i uczyć się na doświadczeniach i lekcjach innych.Po drugie, musimy porozmawiać z naszymi mentorami i współpracownikami oraz przeprowadzić burzę mózgów, która zawsze będzie owocna” – powiedział Li Xinliang.

Rok 2023 to nowy punkt zwrotny w życiu Li Xinlianga.W tym roku, mając 30 lat, wrócił do swojego rodzinnego miasta w prowincji Henan i przybył do Szkoły Fizyki Uniwersytetu w Zhengzhou, aby prowadzić prace naukowo-badawcze. „Jestem jedną z osób, które zawsze muszą wracać, aby wypełnić „depresja technologiczna” – powiedział.Wraz z wprowadzeniem talentów do badań naukowych, zarówno prowincja Henan, Uniwersytet Zhengzhou, jak i Szkoła Fizyki Uniwersytetu Zhengzhou udzieliły Li Xinliangowi ogromnego wsparcia w jego środowisku życia i badań naukowych, a także pomogły mu wyeliminować zmartwienia w domu.Teraz, w ciągu ponad pół roku, powołał własny zespół badawczy, ale także ustalił przyszły kierunek prac zgodnie ze swoją podstawą badawczą. „Przede wszystkim naszym celem jest poprawa wydajności i stabilności akumulatora oraz rozwój niektóre programy poszukiwawcze w kierunku granicznym i otwarte zagadnienia naukowe w tej dziedzinie, poprzez dużą praktykę badań naukowych, aby ocenić, czy odpowiednie rozwiązania są wykonalne.W tym okresie lepiej byłoby rozwiązać pewne problemy techniczne, przedstawić kilka podstawowych modeli teoretycznych innowacji i poczynić mały krok w tej dziedzinie” – stwierdził.

Droga przed nami jest długa.W rozwoju i eksploracji technologii akumulatorów drenażowych najczęstszymi zjawiskami są niepowodzenia i frustracja, ale Li Xinliang zawsze wierzy, że zawsze będzie zysk.Ma nadzieję w najbliższej przyszłości zbudować unikalny zespół badawczy oparty na kompleksowym i bezpiecznym magazynowaniu energii, skoncentrować swoje badania na głównych potrzebach technologicznych kraju i starać się wnieść własny wkład. „Dzięki postępowi technologicznemu i większej wykonalności ekonomicznej możemy spodziewamy się, że w nadchodzących latach technologia baterii drenażowych będzie stopniowo wprowadzana na rynek, aby zapewnić bardziej niezawodne i bezpieczne dla środowiska rozwiązania energetyczne dla kraju, społeczeństwa i zwykłych konsumentów.” Li Xinliang powiedział z przekonaniem.