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致力于商业水系电池的研究之旅

导读 因为2014年的夏令营,我选择在这里攻读博士学位。中科院大连化学物理研究所博士、现任副研究员谢从新说。 。2014年,谢作为山东大学大三学...

“因为2014年的夏令营,我选择在这里攻读博士学位。”中科院大连化学物理研究所博士、现任副研究员谢从新说。 。

2014年,谢作为山东大学大三学生,参加了大连化学物理研究所组织的夏令营。当时,他尚未决定去哪里攻读博士学位。 “我有资格考研究生,无论是大学还是研究所,我都必须做出最合适的选择。”谢说。

夏令营期间,大连化物所雄厚的科研实力、先进的设施、优美的校园环境给谢老师留下了深刻的印象。他不仅被大连化物所的科学魅力所折服,更被大连化物所的细心和热情所感动。 “很少有机构能够为学生考虑到这些细节,”谢说。

2016年,谢进入大连化物所储能研究室开始研究之旅,师从李先锋教授。谢博士在整个博士研究过程中,以储能为研究方向,主要从事锌基液流电池系统的研究,优化锌基液流电池正极材料存在的问题,构建高能量密度的电池系统。

谢先生于2020年完成博士学位,通过研究所设立的“杰出青年博士人才”计划进入大连化物所工作,旨在发现和培养优秀青年人才。入选者为应届博士毕业生或具有博士学位者,年龄不超过30岁。入选者聘为副教授,并获得100万元科研启动经费,支持自主研究。此外,还将获得50万元的个人住房补贴,以及出国留学、访问的资助。

“‘杰出青年博士人才’计划为我提供了一个良好的开端,促进了我从研究生到研究员的顺利过渡。”谢说。这不仅在一定程度上减轻了科研人员的经济负担,也为他们专注于未来的科学研究提供了保障,对青年科研人员的发展和进步具有重要意义。

每当谢先生谈起自己的研究工作时,他的眼睛里都充满激情。对谢来说,研究是他一生中最有意义的方面。

“这三年来我一直致力于解决一个问题,那就是如何提高水系电池的能量密度。”谢说。

水系电池主要用于大规模固定式储能。他们使用水作为电解液的溶剂,与传统的非水锂离子电池相比,大大提高了电池的安全性。然而,挑战在于,由于电解质的溶解度有限,它们的能量密度低且电池电压低。

“我问自己一个问题:我们能否将水系电池的应用延伸到动力电池领域?”谢说。 “实现这一假设的关键第一步是提高水电池的能量密度,”他补充道。

XIE最近在提高水系电池的能量密度方面取得了一些进展。该研究成果于4月23日发表在《 Nature Energy》杂志上 ,文章题为“Reversible multielectron transfer I - /IO 3 -athodeenabled by a hetero-halogen electrolytic for high energy Density Water Battery”。

谢和他的合作者开发了一种基于溴和碘的多电子转移阴极,比容量超过840 Ah/L。在全电池测试中,正极能量密度达到1200 Wh/L,为高能量密度水系电池的设计提供了新的可能性。

“我们使用碘化物和溴化物的混合卤素溶液作为电解质。这构建了一个多电子转移反应, 通过引入 Br - 并生成中间态来构建高能电子,从而实现 I - /IO 3的可逆且快速的电化学反应。能量密度阴极,”谢说。

本文的审稿人认为“总的来说,这项工作为不断发展的水系电池领域提供了重大进展。”

不过,谢表示,他们的发现实际上还处于早期阶段,在真正应用之前还存在很多挑战。 “我们还需要开发高比容量阳极并优化膜材料等关键部件,”谢说。

谢将继续他在水系电池方面的工作,希望开发出可以应用于现实生活的商用水系电池。

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