Năng lượng là động lực cho sự phát triển của xã hội loài người.Trong những năm gần đây, khi mục tiêu phát triển “đỉnh carbon, trung hòa carbon” toàn cầu, dựa trên việc sử dụng năng lượng tái tạo để lưu trữ năng lượng lớn và phổ biến các phương tiện sử dụng năng lượng mới đã trở thành xu hướng phát triển tất yếu, con người vì sự an toàn, bảo vệ môi trường, năng lượng cao. mật độ, chi phí thấp của pin nhu cầu cấp bách hơn, nó cũng để các nhà khoa học khám phá một thế hệ pin mới đưa ra yêu cầu cao hơn.Trong bối cảnh đó, pin ion kẽm thoát nước được coi là một trong những công nghệ lưu trữ năng lượng bền vững tiềm năng nhất vì tính an toàn cao, chi phí thấp và thân thiện với môi trường.Hướng nghiên cứu của Li Xinliang, giáo sư tại Trường Vật lý thuộc Đại học Zhengzhou, có liên quan chặt chẽ đến lĩnh vực này.

Trong những năm qua, Li Xinliang đã cống hiến hết mình cho nghiên cứu khoa học và đạt được một loạt thành tựu nghiên cứu khoa học sáng tạo trong việc nghiên cứu và phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng pin thoát nước / pin halogen và các thiết bị che chắn / hấp thụ sóng điện từ. ”May mắn thay, nghiên cứu cá nhân của tôi lợi ích phù hợp với nhu cầu phát triển chiến lược quốc gia nên tôi đã vượt qua khó khăn, tìm kiếm sự thật và trách nhiệm”, ông nói.

Thực tế, từng bước trên con đường nghiên cứu khoa học

Mọi việc nên thực hiện một cách thực tế, vì nó dễ, không khó.Con đường nghiên cứu khoa học của Li Xinliang giống chân dung của hầu hết sinh viên bình thường.Năm 2011, anh được nhận vào Đại học Công nghệ Ánh sáng Zhengzhou, chuyên ngành vật lý và Kỹ thuật điện tử.Việc nghiên cứu về lưu trữ năng lượng lúc đó chưa phổ biến.Ở trường đại học, khi có một giấc mơ, anh lại cảm thấy bối rối hơn.

Với nghiên cứu chuyên sâu về nghiên cứu lưu trữ năng lượng, Li Xinliang dần nhận thấy rằng những thành tựu nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực này có thể thực sự được áp dụng và biến đổi.Để tiếp tục nghiên cứu khoa học trong các lĩnh vực liên quan, anh đã học thạc sĩ và tiến sĩ tại Đại học Bách khoa Tây Bắc và Đại học Thành phố Hồng Kông sau khi tốt nghiệp.Cũng ở giai đoạn sau, anh gặp Giáo sư Yin Xiaowei và Giáo sư Zhi Chunyan, những người có ảnh hưởng quan trọng đến sự nghiệp nghiên cứu khoa học của anh.

Li Xinliang thẳng thắn nói rằng anh đã trải qua khoảng thời gian bối rối sau khi tốt nghiệp.Dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Yin Xiaowei, gia sư thạc sĩ của ông, người đã đặt ra hướng nghiên cứu về vật liệu kháng bức xạ và từng bước dấn thân vào con đường nghiên cứu khoa học.Trong thời gian làm việc tại Đại học Thành phố Hồng Kông, Li Xinliang, dưới sự hướng dẫn của giáo sư hướng dẫn tiến sĩ Zhi Chunyan, đã kết hợp nghiên cứu về vật liệu kháng bức xạ với các chủ đề lưu trữ năng lượng và thực hiện nghiên cứu về lưu trữ năng lượng an toàn và thiết bị điện tử có thể đeo linh hoạt, vì vậy nhằm phục vụ nhu cầu tiềm năng của đất nước trong các lĩnh vực dân dụng và quan trọng.Ngoài ra, trong thời gian lấy bằng thạc sĩ, hai gia sư đã cung cấp cho Li Xinliang một môi trường nghiên cứu khoa học rất tự do, để anh có thể phát huy tối đa sáng kiến ​​chủ quan của mình và không ngừng khám phá, tiến về phía trước do sở thích của mình thúc đẩy.” việc lập kế hoạch và mục tiêu tương lai cho nghiên cứu khoa học còn mơ hồ.Dưới sự hướng dẫn từng bước của họ, tôi đã trưởng thành hơn rất nhiều.Nếu không có sự giúp đỡ của họ, tôi nghĩ mình không có cơ hội dấn thân vào con đường nghiên cứu khoa học này ”.Li Xinliang nói.

Để thực hiện nghiên cứu khoa học của mình càng sớm càng tốt, sau khi tốt nghiệp, Li Xinliang gia nhập Công ty TNHH Năng lượng Big Zinc của Đại học Thành phố Hồng Kông-Hồng Kông, tham gia nghiên cứu khoa học lưu trữ năng lượng an toàn.Li Xinliang nhận thức rõ rằng từ phòng thí nghiệm đến ứng dụng doanh nghiệp vẫn còn một chặng đường dài, đặc biệt trong quá trình đưa kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đến sản xuất hàng loạt sẽ còn nhiều vấn đề “đặt quy mô lớn” và nỗi khó khăn.Trong thời gian làm việc tại Công ty TNHH Năng lượng Big Zinc Hồng Kông, Li Xinliang đã cố gắng thay đổi công việc nghiên cứu khoa học của mình từ định hướng vấn đề sang định hướng nghiên cứu và định hướng ứng dụng, mang lại góc nhìn toàn diện hơn cho nghiên cứu khoa học trong tương lai của ông. chủ đề.

 Dựa trên tình hình hiện nay, việc đổi mới nghiên cứu pin hệ thống nước

Vào tháng 9/2020, Trung Quốc đã nêu rõ mục tiêu đạt “đỉnh carbon” vào năm 2030 và “trung hòa carbon” vào năm 2060.

Khi năng lượng mới trở thành xu hướng ngày nay, pin đã được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới, thiết bị điện tử tiêu dùng và tất cả các loại hệ thống năng lượng lưu trữ năng lượng.Trong bối cảnh xã hội này, Li Xinliang gánh vác trách nhiệm của các nhà nghiên cứu khoa học và mong muốn làm điều gì đó trong các lĩnh vực liên quan.

Như chúng ta đã biết, pin lithium-ion được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới, có ưu điểm là mật độ năng lượng cao, khối lượng nhỏ, trọng lượng nhẹ và tuổi thọ dài.Tuy nhiên, pin lithium yêu cầu độ kín cực cao, đặc biệt là trong quá trình sử dụng để cách ly môi trường nước và oxy, một khi pin gặp phải như va chạm, đùn và đóng gói pin khác, pin có thể gây ra một loạt phản ứng tỏa nhiệt chuỗi, thậm chí là cháy nổ… Trong bối cảnh này, Li Xinliang tin rằng việc phát triển pin nước an toàn hơn, xanh hơn, ổn định hơn để đáp ứng nhu cầu của lĩnh vực lưu trữ năng lượng an toàn sẽ rất chú trọng đến các đặc tính an toàn của pin, đặc biệt là các thiết bị điện tử đeo được và thậm chí cả các thiết bị y tế cấy ghép bên trong xúc trực tiếp với cơ thể con người.

Li Xinliang cho biết, pin thoát nước là một công nghệ pin mới, với độ an toàn bên trong và khả năng sạc và xả nhanh, có thể kéo dài tuổi thọ của pin và pin có khả năng xử lý nhiều tình huống lưu trữ / năng lượng khắc nghiệt, trong khả năng tái tạo hệ thống lưu trữ năng lượng, xe điện và các sản phẩm điện tử cầm tay cũng như các lĩnh vực khác có triển vọng ứng dụng rộng rãi.” Do đó, hướng nghiên cứu chính của chúng tôi hiện nay là phát triển pin thoát nước để lấp đầy khoảng trống trong chuỗi cung ứng trên thị trường lưu trữ năng lượng an toàn hiện nay cho pin lithium-ion.Đồng thời, trong nghiên cứu trong tương lai, chúng tôi cũng xem xét việc đưa các vấn đề bức xạ trong nền điện từ / hồng ngoại phức tạp vào đánh giá năng động về an toàn dịch vụ.”Ông nói.

Trong quá trình này, Li Xinliang và nhóm nghiên cứu của ông lần đầu tiên thực hiện thiết kế tổng thể của pin thoát nước để đảm bảo khả năng thích ứng cao của từng bộ phận trong pin.Thứ hai, họ giới thiệu hệ thống giám sát nhiệt độ và điện áp cũng như các thiết bị bảo vệ quá dòng và quá áp để giám sát hoạt động của pin trong thời gian thực và theo dõi sự xuất hiện của các tình trạng bất thường.Ngoài ra, họ cũng sử dụng biến đổi điện cực và chất điện phân để cải thiện hiệu suất điện hóa của pin thoát nước đồng thời giảm các phản ứng phụ có thể xảy ra trong quá trình bảo dưỡng pin thoát nước, nhằm cải thiện độ an toàn và ổn định của pin thoát nước.

Chất mang điện giải – nước là dung môi chi phí thấp, có thể tái tạo và thân thiện với môi trường.So với dung môi hữu cơ trong pin hữu cơ truyền thống, nước vốn có độ an toàn cao và chi phí thấp hơn, ít tác động đến môi trường hơn.Ngoài ra, pin nước cũng có thể tái tạo được.Nước và muối kim loại là những nguồn tài nguyên có thể tái tạo, có thể giảm tiêu thụ tài nguyên và giảm nhu cầu về kim loại quý.Tuy nhiên, sử dụng nước làm chất điện phân có một nhược điểm là cửa sổ điện áp ổn định của nước hẹp và có thể phản ứng với điện cực, đặc biệt là cực âm của kim loại, dẫn đến giảm tuổi thọ của pin.Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu có liên quan, Li Xinliang cũng cam kết phát triển pin halogen mật độ năng lượng cao mới.

Do ưu điểm về tiềm năng oxy hóa khử cao, chi phí thấp và nguồn tài nguyên dồi dào, halogen cho thấy triển vọng ứng dụng lớn trong vật liệu điện cực.Trong bối cảnh đó, nhóm Li Xinliang đã đưa ra chiến lược điều chế chất điện phân hiệu quả để hiện thực hóa halogen trong hệ thống lưu trữ năng lượng chuyển đổi của quá trình chuyển đổi đa hóa trị thuận nghịch và chọn muối halogenua an toàn hơn làm nguồn halogen hoạt động thay thế vật liệu đơn halogen truyền thống làm bằng chứng cho khái niệm, xây dựng một halogen hiệu suất cao chưa từng có dựa trên pin hóa học chuyển đổi đa điện tử.Điều đáng nói là thông qua hàng loạt nghiên cứu và khám phá khoa học, họ đã tăng thành công mật độ năng lượng của pin halogen lên hơn 200% giá trị ban đầu, cải thiện đáng kể khả năng lưu trữ năng lượng của pin halogen.Ngoài ra, cơ chế oxy hóa khử mới do nhóm của Li Xinliang phát triển cho thấy khả năng thích ứng tuyệt vời ở nhiệt độ thấp, giúp mở rộng đáng kể các kịch bản ứng dụng của pin halogen.

 Bình tĩnh thái độ và thúc đẩy nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu khoa học lâu năm.Li Xinliang biết rằng việc cải thiện hiệu suất của pin thoát nước không thể đạt được chỉ sau một đêm.Đôi khi, việc kiểm tra hiệu suất có thể mất một năm hoặc nhiều năm mới thấy kết quả, điều này sẽ gặp phải hàng loạt vấn đề”. Khi gặp vấn đề, trước hết chúng ta phải đọc kỹ tài liệu và rút kinh nghiệm cũng như bài học của người khác.Thứ hai, chúng ta phải thảo luận với những người cố vấn và đồng nghiệp của mình và động não, điều này sẽ luôn mang lại hiệu quả ”.Li Xinliang nói.

Năm 2023 là một bước ngoặt mới trong cuộc đời của Li Xinliang.Năm nay, ở tuổi 30, anh trở về quê hương tỉnh Hà Nam và đến Trường Vật lý của Đại học Trịnh Châu để thực hiện công việc nghiên cứu khoa học. Tôi chỉ là một trong những người luôn phải quay lại để lấp đầy ' suy thoái công nghệ '.”Anh ấy nói.Khi giới thiệu các tài năng nghiên cứu khoa học, cả tỉnh Hà Nam, Đại học Zhengzhou và Trường Vật lý của Đại học Zhengzhou đã hỗ trợ rất nhiều cho Li Xinliang trong môi trường sống và nghiên cứu khoa học, đồng thời giúp anh loại bỏ những lo lắng ở nhà.Bây giờ, trong hơn nửa năm, anh ấy đã thành lập nhóm nghiên cứu của riêng mình, đồng thời xác định hướng làm việc trong tương lai theo nền tảng nghiên cứu của mình. ”Trước hết, chúng tôi mong muốn cải thiện hiệu suất và độ ổn định của pin, đồng thời phát triển một số chương trình thăm dò theo hướng biên giới và các vấn đề khoa học mở trong lĩnh vực này, thông qua nhiều thực tiễn nghiên cứu khoa học, để đánh giá xem các giải pháp liên quan có khả thi hay không.Trong giai đoạn này, tốt hơn là bạn nên giải quyết một số vấn đề kỹ thuật, đưa ra một số mô hình lý thuyết đổi mới cơ bản và thúc đẩy một bước nhỏ trong lĩnh vực này ”.Ông nói.

Con đường phía trước còn rất dài.Trong quá trình phát triển và khám phá công nghệ pin thoát nước, thất bại và thất vọng là điều thường gặp nhất, nhưng Li Xinliang luôn tin rằng sẽ luôn có được thành quả.Trong tương lai gần, anh ấy hy vọng sẽ xây dựng được một nhóm nghiên cứu độc đáo dựa trên việc lưu trữ năng lượng phức tạp và an toàn, tập trung nghiên cứu về các nhu cầu công nghệ chính của đất nước và cố gắng đóng góp cho riêng mình”. hy vọng sẽ thấy công nghệ pin thoát nước dần dần gia nhập thị trường trong những năm tới để cung cấp các giải pháp năng lượng đáng tin cậy và an toàn hơn cho môi trường cho đất nước, xã hội và người tiêu dùng bình thường ”.Li Xinliang tự tin nói.