A energia é a força motriz do desenvolvimento da sociedade humana.Nos últimos anos, à medida que os objectivos de desenvolvimento globais de “pico de carbono, neutro em carbono”, baseados na utilização de energias renováveis, no armazenamento de energia em massa e na popularização de novos veículos energéticos, se tornaram a tendência inevitável de desenvolvimento, as pessoas pela segurança, protecção ambiental, alta energia densidade, demanda de bateria de baixo custo mais urgente, também para os cientistas explorarem uma nova geração de baterias apresentam requisitos mais elevados.Neste contexto, as baterias de iões de zinco para drenagem são consideradas uma das tecnologias de armazenamento de energia sustentável com maior potencial devido à sua elevada segurança, baixo custo e respeito pelo ambiente.A direção de pesquisa de Li Xinliang, professor da Escola de Física da Universidade de Zhengzhou, está intimamente relacionada a este campo.

Ao longo dos anos, Li Xinliang dedicou-se à pesquisa científica e obteve uma série de realizações de pesquisa científica inovadoras na pesquisa e desenvolvimento de sistemas de armazenamento de energia de bateria de drenagem / bateria halógena e dispositivos de absorção / blindagem de ondas eletromagnéticas. ”Felizmente, minha pesquisa pessoal os interesses estão alinhados com as necessidades de desenvolvimento estratégico nacional, por isso superei as dificuldades e busquei a verdade e a responsabilidade”, disse ele.

Pé no chão, passo a passo no caminho da pesquisa científica

Tudo deve ser prático de fazer, pois é fácil, não é difícil.O caminho de pesquisa científica de Li Xinliang é mais como um retrato da maioria dos estudantes comuns.Em 2011, ele foi admitido na Universidade de Tecnologia de Luz de Zhengzhou, com especialização em física e engenharia eletrônica.A pesquisa sobre armazenamento de energia não era popular naquela época.Na faculdade, enquanto sonhava, ele se sentia mais confuso.

Com o estudo aprofundado da pesquisa sobre armazenamento de energia, Li Xinliang descobriu gradualmente que as conquistas da pesquisa científica neste campo podem ser verdadeiramente aplicadas e transformadas.A fim de estudar mais pesquisas científicas em áreas afins, ele fez mestrado e doutorado na Northwestern Polytechnical University e na City University de Hong Kong após se formar.Foi também numa fase posterior que conheceu o Professor Yin Xiaowei e o Professor Zhi Chunyan, que tiveram uma influência importante na sua carreira de investigação científica.

Li Xinliang disse sem rodeios que passou por um período de confusão após a formatura.Foi sob a orientação do professor Yin Xiaowei, seu tutor de mestrado, que definiu sua direção de pesquisa em materiais de resistência à radiação e embarcou passo a passo no caminho da pesquisa científica.Durante sua estada na City University of Hong Kong, Li Xinliang, sob a orientação do supervisor de doutorado, Professor Zhi Chunyan, combinou a pesquisa sobre materiais de resistência à radiação com tópicos de armazenamento de energia e realizou pesquisas sobre armazenamento seguro de energia e eletrônicos vestíveis flexíveis, então para atender às necessidades potenciais do país em áreas civis e importantes.Além disso, durante o mestrado, os dois tutores proporcionaram a Li Xinliang um ambiente de pesquisa científica muito livre, para que ele pudesse dar pleno andamento à sua iniciativa subjetiva e explorar e avançar constantemente movido pelo seu interesse.”No início, meu o planejamento e os objetivos futuros da pesquisa científica eram vagos.Foi sob o passo a passo deles que cresci muito.Sem a ajuda deles, acho que não tenho chance de embarcar neste caminho da pesquisa científica”, disse Li Xinliang.

A fim de fazer sua pesquisa científica funcionar o mais rápido possível, após a formatura, Li Xinliang ingressou na Universidade da Cidade de Hong Kong-Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd., envolvida em pesquisas científicas de armazenamento seguro de energia.Li Xinliang está bem ciente de que ainda há um longo caminho a percorrer desde o laboratório até a aplicação empresarial, especialmente no processo dos resultados da pesquisa laboratorial até a produção de produtos em massa, haverá muitos problemas de “grande escala” e dificuldades.Durante este período de trabalho na Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd., Li Xinliang tentou mudar seu trabalho de pesquisa científica de orientado para problemas para orientado para pesquisa e aplicação, o que proporcionou uma perspectiva mais abrangente para sua futura pesquisa científica. tópicos.

 Com base na situação atual, a inovação na pesquisa de baterias para sistemas de água

Em Setembro de 2020, a China declarou claramente o objectivo de “pico de carbono” até 2030 e de “neutralidade de carbono” até 2060.

À medida que a nova energia se torna uma tendência hoje, as baterias têm sido amplamente utilizadas em veículos de novas energias, equipamentos eletrônicos de consumo e todos os tipos de sistemas de armazenamento de energia.Neste contexto social, Li Xinliang assume a responsabilidade de investigadores científicos e está ansioso por fazer algo em áreas afins.

Como todos sabemos, as baterias de íon-lítio, amplamente utilizadas em veículos de novas energias, têm as vantagens de alta densidade de energia, pequeno volume, peso leve e longa vida útil.No entanto, as baterias de lítio requerem vedação extremamente alta, especialmente durante o serviço para isolar o ambiente de água e oxigênio, uma vez que a bateria seja encontrada, como colisão, extrusão e outras embalagens da bateria, a bateria pode desencadear uma série de reações exotérmicas em cadeia e até mesmo incêndio e explosão… Neste contexto, Li Xinliang acredita que o desenvolvimento de baterias de água mais seguras, verdes e estáveis ​​para atender às necessidades do campo de armazenamento seguro de energia presta grande atenção às características de segurança da bateria, especialmente os eletrônicos vestíveis e até mesmo dispositivos médicos implantados internamente em contato direto com o corpo humano.

Li Xinliang disse que a bateria de drenagem como uma nova tecnologia de bateria, com segurança interna e capacidade rápida de carga e descarga, pode prolongar a vida útil da bateria e a bateria tem a capacidade de lidar com uma variedade de cenários severos de armazenamento / energia, em energia renovável sistema de armazenamento de energia, veículos elétricos e produtos eletrônicos portáteis e outros campos tem uma ampla perspectiva de aplicação. "Portanto, a direção principal de nossa pesquisa agora é desenvolver baterias de drenagem para preencher a lacuna na cadeia de abastecimento no atual mercado de armazenamento seguro de energia para baterias de íon de lítio.Enquanto isso, em pesquisas futuras, também consideramos incluir questões de radiação em fundos eletromagnéticos/infravermelhos complexos na avaliação dinâmica da segurança do serviço.”Ele disse.

Neste processo, Li Xinliang e sua equipe de pesquisa realizaram primeiro o projeto geral da bateria de drenagem para garantir a alta adaptabilidade de cada parte dos componentes da bateria.Em segundo lugar, introduziram sistemas de monitorização de temperatura e tensão, bem como dispositivos de proteção contra sobrecorrente e sobretensão, para monitorizar o funcionamento da bateria em tempo real e rastrear a ocorrência de condições anormais.Além disso, eles também utilizam a modificação do eletrodo e do eletrólito para melhorar o desempenho eletroquímico das baterias de drenagem, ao mesmo tempo que reduzem as possíveis reações colaterais no processo de serviço das baterias de drenagem, de modo a melhorar a segurança e a estabilidade das baterias de drenagem.

O transportador eletrolítico —— a água é um solvente de baixo custo, renovável e ecologicamente correto.Comparada com o solvente orgânico nas baterias orgânicas tradicionais, a água tem segurança inerente e menor custo, com menor impacto no meio ambiente.Além disso, as baterias de água também são renováveis.A água e os sais metálicos são recursos renováveis, o que pode reduzir o consumo de recursos e a procura de metais raros.Porém, utilizando água como eletrólito, há uma desvantagem, ou seja, a janela de tensão estável da água é estreita, podendo reagir com o eletrodo, principalmente o extremo negativo do metal, resultando na redução da vida útil da bateria.Com base nos resultados relevantes da pesquisa, Li Xinliang também está comprometida com o desenvolvimento de novas baterias halógenas de alta densidade energética.

Devido às vantagens de alto potencial redox, baixo custo e recursos abundantes, o halogênio apresenta grandes perspectivas de aplicação em materiais de eletrodos.Neste contexto, a equipe de Li Xinliang apresentou uma estratégia eficiente de modulação de eletrólitos para realizar o halogênio no sistema de armazenamento de energia de conversão de transição multivalente reversível e escolher sal de haleto mais seguro como fonte de halogênio ativo, substituir o material único de halogênio tradicional como uma prova de conceito, construir um halogênio de alto desempenho sem precedentes baseado em bateria química de conversão multielétron.Vale ressaltar que, por meio de uma série de pesquisas e explorações científicas, eles aumentaram com sucesso a densidade de energia das baterias halógenas para mais de 200% do valor original, melhorando significativamente a capacidade de armazenamento de energia das baterias halógenas.Além disso, o novo mecanismo redox desenvolvido pela equipe de Li Xinliang apresenta excelente adaptabilidade a baixas temperaturas, o que expande muito os cenários de aplicação das baterias halógenas.

 Acalmar a nossa atitude e promover a investigação científica

Pesquisa científica, há muito tempo.Li Xinliang sabe que a melhoria do desempenho das baterias de drenagem não é alcançada da noite para o dia.Às vezes, um teste de desempenho pode levar um ano ou anos para ver os resultados, o que encontrará uma série de problemas.”Quando encontramos problemas, em primeiro lugar, devemos ler extensivamente a literatura e aprender com a experiência e as lições de outras pessoas.Em segundo lugar, devemos discutir com os nossos mentores e colegas e fazer um brainstorming, o que será sempre frutífero”, disse Li Xinliang.

O ano de 2023 é um novo ponto de viragem na vida de Li Xinliang.Este ano, aos 30 anos, regressou à sua cidade natal, na província de Henan, e veio para a Escola de Física da Universidade de Zhengzhou para realizar trabalhos de investigação científica.”Sou apenas uma daquelas pessoas que sempre tem que voltar para preencher o 'depressão tecnológica'.”Ele disse.Como a introdução de talentos de pesquisa científica, tanto a província de Henan, a Universidade de Zhengzhou e a Escola de Física da Universidade de Zhengzhou deram a Li Xinliang grande apoio em seu ambiente de vida e de pesquisa científica, e o ajudaram a eliminar suas preocupações em casa.Agora, em mais de meio ano, ele montou sua própria equipe de pesquisa, mas também determinou a direção do trabalho futuro de acordo com sua base de pesquisa.”Em primeiro lugar, pretendemos melhorar o desempenho e a estabilidade da bateria e desenvolver alguns programas de exploração para a direção da fronteira e questões científicas abertas no campo, através de muita prática de pesquisa científica, para julgar se as soluções relevantes são viáveis.Neste período, seria melhor resolver alguns problemas técnicos, apresentar alguns modelos teóricos básicos de inovação e avançar um pequeno passo no campo.”Ele disse.

O caminho a seguir é um longo caminho a percorrer.No desenvolvimento e exploração da tecnologia de baterias de drenagem, o fracasso e a frustração são as coisas mais comuns, mas Li Xinliang sempre acreditou que sempre haverá ganhos.Num futuro próximo, ele espera construir uma equipe de pesquisa única baseada no armazenamento de energia complexo e seguro, concentrar sua pesquisa nas principais necessidades tecnológicas do país e se esforçar para dar sua própria contribuição.”Com avanços tecnológicos e maior viabilidade econômica, podemos esperamos ver a tecnologia de baterias de drenagem entrar gradualmente no mercado nos próximos anos para fornecer soluções energéticas mais confiáveis ​​e ambientalmente seguras para o país, a sociedade e os consumidores comuns.”Li Xinliang disse com confiança.