Energija je gonilo razvoja človeške družbe.V zadnjih letih, ko so globalni "ogljični vrh, ogljično nevtralni" razvojni cilji, ki temeljijo na uporabi obnovljivih virov energije za množično shranjevanje energije in popularizaciji novih energetskih vozil, so postali neizogiben trend razvoja, ljudje za varnost, varstvo okolja, visoko energijo gostota, poceni baterija zahteva bolj nujno, tudi za znanstvenike, da raziščejo novo generacijo baterij, ki so postavile višje zahteve.V tem kontekstu veljajo drenažne cinkove ionske baterije za eno najbolj potencialnih trajnostnih tehnologij za shranjevanje energije zaradi njihove visoke varnosti, nizkih stroškov in prijaznosti do okolja.Raziskovalna usmeritev Li Xinlianga, profesorja na Fakulteti za fiziko Univerze Zhengzhou, je tesno povezana s tem področjem.

Z leti se je Li Xinliang posvetil znanstvenim raziskavam in dosegel vrsto inovativnih znanstvenoraziskovalnih dosežkov pri raziskavah in razvoju sistema za shranjevanje energije drenažne baterije/halogenske baterije in naprav za absorpcijo/zaščito elektromagnetnih valov.” Na srečo so moje osebne raziskave interesi so v skladu z nacionalnimi strateškimi razvojnimi potrebami, zato sem premagal težave in iskal resnico in odgovornost,« je dejal.

Prizemljeno, korak za korakom po poti znanstvenega raziskovanja

Vse bi moralo biti prizemljeno, saj je enostavno, ni težko.Li Xinliangova znanstvenoraziskovalna pot je bolj podobna portretu večine običajnih študentov.Leta 2011 je bil sprejet na univerzo za svetlobno tehnologijo Zhengzhou, smer fizika in elektronski inženiring.Raziskave shranjevanja energije takrat niso bile priljubljene.Medtem ko je na kolidžu sanjal, se je počutil bolj zmedenega.

S poglobljeno študijo raziskav shranjevanja energije je Li Xinliang postopoma ugotovil, da je mogoče dosežke znanstvenih raziskav na tem področju resnično uporabiti in preoblikovati.Za nadaljevanje znanstvenega raziskovanja na sorodnih področjih je po diplomi študiral za magisterij in doktorat na Northwestern Polytechnical University in City University of Hong Kong.Prav tako je v poznejši fazi spoznal profesorja Yin Xiaowei in profesorja Zhi Chunyana, ki sta pomembno vplivala na njegovo znanstveno raziskovalno kariero.

Li Xinliang je odkrito povedal, da je po diplomi doživel obdobje zmede.Bilo je pod vodstvom profesorja Yina Xiaoweia, mentorja njegovega magistra, ki je zastavil svojo raziskovalno usmeritev o materialih, odpornih na sevanje, in se korak za korakom podal na pot znanstvenih raziskav.Med svojim bivanjem na Mestni univerzi v Hongkongu je Li Xinliang pod vodstvom doktorskega mentorja profesorja Zhi Chunyana združil raziskave o materialih, odpornih na sevanje, s temami shranjevanja energije in izvedel raziskave o varnem shranjevanju energije in prilagodljivi nosljivi elektroniki, tako da da služi morebitnim potrebam države na civilnih in pomembnih področjih.Poleg tega sta mentorja Li Xinliangu med njegovim magisterijem zagotovila zelo svobodno znanstvenoraziskovalno okolje, tako da je lahko v celoti pustil svojo subjektivno iniciativo ter nenehno raziskoval in napredoval, ki ga je vodilo njegovo zanimanje.«Na začetku je moj načrtovanje in prihodnji cilji znanstvenih raziskav so bili nejasni.Pod njihovim vodstvom korak za korakom sem zelo odrasel.Mislim, da brez njihove pomoči nimam možnosti stopiti na to pot znanstvenega raziskovanja,« je dejal Li Xinliang.

Da bi svoje znanstvenoraziskovalno delo začel čim prej, se je Li Xinliang po diplomi pridružil mestni univerzi Hong Kong-Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd., ki se ukvarja z znanstvenimi raziskavami varnega shranjevanja energije.Li Xinliang se dobro zaveda, da je od laboratorija do poslovne aplikacije še dolga pot, zlasti v procesu laboratorijskih rezultatov raziskav do proizvodnje masovnih izdelkov, bo veliko "postavljenih velikih" težav in težave.V tem obdobju dela v podjetju Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd. je Li Xinliang poskušal spremeniti svoje znanstvenoraziskovalno delo iz problemsko usmerjenega v raziskovalno in aplikativno usmerjeno, kar je zagotovilo celovitejšo perspektivo njegovega prihodnjega znanstvenega raziskovanja. teme.

 Glede na trenutne razmere, inovacije raziskave baterije vodnega sistema

Septembra 2020 je Kitajska jasno izrazila cilj »ogljičnega vrha« do leta 2030 in »ogljične nevtralnosti« do leta 2060.

Ker nova energija danes postaja trend, se baterije pogosto uporabljajo v novih energetskih vozilih, potrošniški elektronski opremi in vseh vrstah energetskih sistemov za shranjevanje energije.V tem družbenem ozadju Li Xinliang prevzema odgovornost znanstvenih raziskovalcev in si želi narediti nekaj na sorodnih področjih.

Kot vsi vemo, imajo litij-ionske baterije, ki se pogosto uporabljajo v novih energetskih vozilih, prednosti visoke energijske gostote, majhne prostornine, majhne teže in dolge življenjske dobe.Vendar pa litijeve baterije zahtevajo izjemno visoko tesnjenje, zlasti med servisiranjem za izolacijo vode in kisikovega okolja, ko baterija naleti na trk, ekstruzijo in drugo pakiranje baterije, lahko baterija sproži vrsto verižnih eksotermnih reakcij in celo požar in eksplozijo ... V tem kontekstu Li Xinliang meni, da razvoj bolj varnih, zelenih in stabilnejših vodnih baterij za izpolnjevanje potreb na področju varnega shranjevanja energije posveča veliko pozornost varnostnim karakteristikam baterij, zlasti nosljivi elektroniki in celo notranjim implantiranim medicinskim napravam v neposreden stik s človeškim telesom.

Li Xinliang je dejal, da lahko drenažna baterija kot nova baterijska tehnologija z notranjo varnostjo in sposobnostjo hitrega polnjenja in praznjenja podaljša življenjsko dobo baterije, baterija pa se lahko spopade z različnimi težkimi scenariji shranjevanja energije / energije v obnovljivih virih sistem za shranjevanje energije, električna vozila in prenosni elektronski izdelki ter druga področja imajo široko možnost uporabe.« Zato je zdaj glavna usmeritev naših raziskav razvoj drenažnih baterij za zapolnitev vrzeli v dobavni verigi na trenutnem trgu varnega shranjevanja energije za litij-ionske baterije.Medtem pa v prihodnjih raziskavah razmišljamo tudi o vključitvi vprašanj sevanja v kompleksnih elektromagnetnih/infrardečih ozadjih v dinamično oceno varnosti storitev,« je dejal.

V tem procesu sta Li Xinliang in njegova raziskovalna skupina najprej izvedla celotno zasnovo drenažne baterije, da bi zagotovila visoko prilagodljivost vsakega dela komponent baterije.Drugič, uvedli so sisteme za spremljanje temperature in napetosti ter naprave za prenapetostno in prenapetostno zaščito, da bi spremljali delovanje baterije v realnem času in sledili pojavu nenormalnih razmer.Poleg tega uporabljajo tudi modifikacijo elektrod in elektrolitov za izboljšanje elektrokemične učinkovitosti drenažnih baterij, hkrati pa zmanjšajo možne stranske reakcije v servisnem procesu drenažnih baterij, tako da izboljšajo varnost in stabilnost drenažnih baterij.

Nosilec elektrolita —— voda je poceni, obnovljivo in okolju prijazno topilo.V primerjavi z organskim topilom v tradicionalnih organskih baterijah ima voda inherentno varnost in nižje stroške ter manj vpliva na okolje.Poleg tega so vodne baterije tudi obnovljive.Voda in kovinske soli so obnovljivi viri, kar lahko zmanjša porabo virov in zmanjša povpraševanje po redkih kovinah.Vendar pa je pri uporabi vode kot elektrolita pomanjkljivost, to je, da je stabilno napetostno okno vode ozko in lahko reagira z elektrodo, zlasti z negativnim ekstremom kovine, kar povzroči zmanjšanje življenjske dobe baterije.Na podlagi ustreznih rezultatov raziskav se Li Xinliang zavzema tudi za razvoj novih halogenskih baterij z visoko energijsko gostoto.

Zaradi prednosti visokega redoks potenciala, nizke cene in obilice virov ima halogen velike možnosti za uporabo v elektrodnih materialih.V tem ozadju je ekipa Li Xinliang predstavila učinkovito strategijo modulacije elektrolitov za realizacijo halogena v sistemu za shranjevanje energije pri pretvorbi reverzibilnega večvalentnega prehoda in izbrala bolj varno halogensko sol kot vir aktivnega halogena, ki je nadomestil tradicionalni halogenski posamezen material kot dokaz koncepta, zgradil izjemno zmogljiv halogen, ki temelji na večelektronski pretvorbeni kemični bateriji.Omeniti velja, da so s serijo znanstvenih raziskav in raziskovanj uspešno povečali energijsko gostoto halogenskih baterij na več kot 200% prvotne vrednosti, s čimer so bistveno izboljšali kapaciteto shranjevanja energije halogenskih baterij.Poleg tega novi redoks mehanizem, ki ga je razvila ekipa Li Xinlianga, kaže odlično prilagodljivost pri nizkih temperaturah, kar močno razširja scenarije uporabe halogenskih baterij.

 Umirite naš odnos in spodbujajte znanstvene raziskave

Znanstvene raziskave, dolgo časa.Li Xinliang ve, da izboljšanja zmogljivosti drenažnih baterij ni mogoče doseči čez noč.Včasih lahko test uspešnosti traja leto ali leta, da vidimo rezultate, kar bo naletelo na vrsto težav.« Ko naletimo na težave, moramo najprej obsežno brati literaturo in se učiti iz izkušenj in lekcij drugih.Drugič, razpravljati moramo z našimi mentorji in kolegi ter razmišljati, kar bo vedno plodno,« je dejal Li Xinliang.

Leto 2023 je nova prelomnica v življenju Li Xinlianga.Letos, ko je bil star 30 let, se je vrnil v svoj domači kraj province Henan in prišel na fizikalno šolo univerze Zhengzhou, da bi opravljal znanstveno raziskovalno delo. 'tehnološka depresija',« je rekel.Provinca Henan, Univerza Zhengzhou in Šola za fiziko Univerze Zhengzhou so Li Xinliangu kot predstavitvi talentov za znanstveno raziskovanje dale veliko podporo v njegovem življenjskem in znanstvenoraziskovalnem okolju ter mu pomagale odpraviti skrbi doma.Zdaj, v več kot pol leta, je ustanovil lastno raziskovalno skupino, hkrati pa določil prihodnjo smer dela glede na svoje raziskovalne temelje.«Najprej želimo izboljšati zmogljivost in stabilnost baterije ter razviti nekaj raziskovalnih programov za mejno smer in odprtih znanstvenih vprašanj na tem področju, z veliko znanstvenoraziskovalne prakse presoditi, ali so ustrezne rešitve izvedljive.V tem obdobju bi bilo bolje rešiti nekaj tehničnih problemov, predstaviti nekaj osnovnih teoretičnih modelov inovacij in narediti majhen korak naprej na tem področju,« je dejal.

Pred nami je dolga pot.Pri razvoju in raziskovanju tehnologije drenažnih baterij so neuspeh in frustracije najpogostejše stvari, vendar Li Xinliang vedno verjame, da bodo vedno dobički.V bližnji prihodnosti upa, da bo zgradil edinstveno raziskovalno skupino, ki bo temeljila na zapletenem in varnem shranjevanju energije, svoje raziskave osredotočil na glavne tehnološke potrebe države in si prizadeval prispevati svoj lasten prispevek.« S tehnološkim napredkom in izboljšano ekonomsko izvedljivostjo lahko Pričakujte, da bo tehnologija drenažnih baterij v prihodnjih letih postopoma vstopala na trg, da bi zagotovila bolj zanesljive in okolju varne energetske rešitve za državo, družbo in navadne potrošnike,« je prepričan Li Xinliang.