近日,能源研究机构
RystadEnergy发出预警
锂供应不足或导致
电动汽车面临“电池荒”
其报告显示,到年,相关供应短缺将导致大约万辆电池容量为75kWh的电动汽车出现生产延误,到年将达到约万辆,并在年飙升至万辆左右,此外年锂价或将飙升三倍之多。
因此
寻找锂电池的替代品
迫在眉睫
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相关报告(来源:RystadEnergy)
01
今年4月6日,作为麻省理工物理学博士后的深外学子郑景旭,引爆电池新革命。他在NatureEnergy上在线发布最新研究成果,他“像神一样地”发现,铝或锌可以成为下一代可充电电池的“种子选手”,他开发出一款循环寿命高达次,且没有任何失效迹象的新型可充电装置。
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深外君科普小讲堂
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众所周知,锂电在目前的储能领域中发挥了主导作用,但后锂基电极(例如Al或Zn)具有成本低、内在安全性高和可持续性强的优势,正成为下一代可充电电池候选负极材料。
目前,由于金属负极普遍存在可逆性低和存储电荷量极小的劣势,使得这种电池极不切实际。在实际循环中,金属相的反复形成和溶解最终导致多孔和非平面的沉积形貌。理论上,利用微/纳米导电基底,保证在整个金属沉积/剥离过程中完全获得电子和离子传输通道,能够克服以上所有挑战。
以铝金属电池为研究对象,在美国康奈尔大学LyndenA.Archer教授?(通讯作者)的指导下,郑景旭主导设计了一种在Al沉积物和基底之间具有强氧介导化学键的电极,其能够精确调控金属沉积形貌,并实现高达99.6-99.8%的可逆性。
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超高电流密度镀铝剥离(来源:郑景旭)
更加重要的是,在面积容量值比之前报告的高出两个数量级的情况下,可逆性循环时间超过小时。研究表明,这些特征是由脆弱的电子输运通道的消除,以及铝通过特定的金属-基底化学键形成的非平面沉积引起的。相关研究成果“Regulatingelectrodepositionmorphologyinhigh-capacityaluminiumandzincbatteryanodesusinginterfacialmetal-substratebonding”为题发表在NatureEnergy上。
这一研究有多牛呢?未来,锂供应不足或致电动汽车面临“电池荒”,锂价格的飙升也将大大提高锂电池的造价,为此,寻找锂电池的替代品,迫在眉睫。
目前全球相关领域的科学家们都在发力锂电池替代品的研究。而深外校友郑景旭主导参与的上述研究发现,让铝或锌成为下一代可充电电池的“种子选手”。
研究中,郑景旭找到一种新型储能材料,即使用低成本铝材来制备3D阳极,这能为长循环寿命环保电池奠定良好的基础。(想要了解更多详细内容的亲请点链接查看!)
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结论展望
总而言之,作者报道了特定的界面金属-基底键可以用来实现对金属电沉积形貌的精确控制以及均匀,致密且可逆的金属沉积。以金属铝为例,作者首先展示了如何利用这种键克服金属对隔膜的本身亲和力,并防止非平面电沉积。同时,以创建图案化的Al负极表明,可以实现高度可逆的金属负极,起面积比容量和循环寿命比以前文献报告中金属负极高一个或多个数量级。此外,进一步研究表明,金属负极的可逆性需要一个连续进入电极中的离子和电子输运通道,并与电子输运长度尺寸的控制密切相关。作者还成功将此概念扩展到Zn金属负极,表明该概念可以推广到其他金属负极电池中,以实现高度可逆性。
02
郑景旭,是妥妥的深外学子一枚,自滨河小学毕业,就升入燕南路上深外初中部,后又直升到梧桐山麓高中部,在山海云间振翮起飞。
年高中毕业而今,只短短7年时间,郑景旭“蝶变”为青年科学家,展现出一派“飞龙在天”的气象。
目前,麻省理工物理学博士后郑景旭已加入麻省理工学院Checkelsky教授研究团队,继续科研之路。
短短7年
郑景旭创造了无数辉煌:
年
郑景旭从深外毕业,因化学竞赛成绩突出保送上海交通大学。
年
郑景旭还是一名大三学子时,已在国际学术期刊上发表17篇经过同行评议的SCI英文学术论文,其中以“第一作者”署名的多达12篇,获评“上海交通大学学生年度人物”。
年
郑景旭获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛数理组特等奖;
留学美国,博士毕业于康奈尔大学,师从LyndenA.Archer院士,研究方向为金属负极的电沉积调控(包括Al,Li,Zn)。
年
研究成果首发于国际顶尖学术期刊《Science》,并在ScienceAdvances刊发2篇,Angew刊发1篇。
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深外学子郑景旭
如果你以为郑景旭仅仅只有这样一份成绩单,那就错了。请随深外君继续了解这名深外学子:
★郑景旭也是一名律师,他大学期间自学法律,仅用几个月的时间便考取了律师资格证;
★郑景旭也是一名证券分析师,他考取了证券从业资格证;
★郑景旭也是一名美声唱法男歌手,他从初中起练习美声唱法,在深外合唱团担任领唱、独唱的角色,并获得广东省金奖的荣誉,上大学后自学通过了上海音乐学院声乐九级考试(最高级);
★郑景旭的手上,还有钢琴十级证书;
★郑景旭也是一名马拉松选手;
★郑景旭还同时获得了工学学科(材料化学)和历史学科双学士学位。
03
相信你啧啧称赞之余,抑或会问:
这样的天才学霸
是如何成长的呢?
深外君告诉你真相。
“夫功之成,非成于成之日,盖必有所由起。”
郑景旭的成功起于何日呢?起于滨河小学,关键在深外六年!是“深外质量”保证了他的卓越成长!
“深外质量”强调
尊重人的成长节奏
天地万物都有其生长的节奏,到点开花,到点结果,急不得,躁不得。只有尊重节奏,人才会成长为人才。
每个孩子成长的节奏不尽相同,但大多都有一段“潜龙勿用”的蛰伏期。
这一阶段,需要的是全面发展,提升综合素养,郑景旭在深外六年,就一直沉潜,直到高二时才开始“拔节”,而“飞龙在天”在高中毕业后的七年。
这就是尊重其成长的节奏。
有些家长,为了眼前功利,让孩子搞竞赛、学艺体,过早让孩子“拔节”,眼前得了金牌,上了名校,但因为中学阶段忽略综合素质和人格的培养,使得孩子走偏了、走窄了人生路,更让人遗憾的是一些通过竞赛保送到清华、北大等高校的孩子甚至无法毕业,让人喟然哀叹。
教育需要坚守初心,溯本清源。以人为本,和谐发展,为学生的终身幸福奠基是深外的办学理念;培养综合素养宽广深厚、个性特长鲜明突出的创新人才是深外的育人目标,“深外质量”始终致力于为学生未来完满的人生做好准备。
“深外质量”善于
唤醒人的创造灵*
深外教育的宗旨在于唤醒学生灵*深处沉睡的巨人,激发孩子创造的原动力。
深外师生是亦师亦友的关系,唤醒不仅体现在课堂上,也反映在课外。
教育就是创造唤醒灵*巨人的机缘。郑景旭离不开化学孙丽老师的知识铺垫,更离不开专业导师罗校长的精心教导。
每天下午,罗校长都会带着他沉浸在实验室里,同时也捕捉到了唤醒他科研兴趣的机缘,每当郑景旭提出自己的想法,罗校都会鼓励并引导其展开研究和探索。师者,传其道、授其业、精其能、解其惑、燃其志。为了唤醒学生灵*中的巨人,深外不遗余力!
郑景旭说:
对我来说,在深外初高中的六年,既是收获丰富的,也是精彩快乐的。初中时逐渐喜欢上唱歌,之后在梅宇晗老师的推荐下,我跟蒋庆生老师学习声乐,并加入了高中部合唱队。另外,高中部体育馆里的羽毛球场条件也非常好,有一段时间我几乎每天能打三、四个小时的羽毛球。这些美好的回忆有许许多多,归根结底是深外老师对学生的关心和爱护。总而言之,如果让我用一句话来形容对深外的印象:如果将来我小孩出生在深圳,那我一定鼓励他(她)报考深外!
这是深外学子对母校及教师最好的回馈。
有些家庭采用的方式不是“唤醒”,而是“挤压”,甚至为了一块奖牌,让不少学生被挤压成“炮灰”。这是功利化教育的可悲处。
真正的创新个性卓越的人才,不仅走得高,还要走得远。
“深外质量”重视
涵泳人的通识能力
中小学教育,实质是为人生奠基,让生命有“根”,让人度过“有根”的一生。深外格外重视通识课程的开发与建设,以建构学生的精神谱系。深外通识能力的培养宗旨正在于引导学生去发现和捕捉打动自己灵*的东西,并厚植中西文化素养。
郑景旭说:
我对自然科学的兴趣主要成型于在深外学习期间。基于这六年的经历,给学弟学妹提些建议的话,我想大概是——聆听内心的声音,追随真正热爱的事物。中学阶段,一切皆有可能,一定要尽可能地探索这个世界,发掘自己最感兴趣的方向,并且为将来打好扎实的业务基础。
郑景旭的综合素养就得益于深外通识课程的学习和涵泳。譬如他的科学论文写作,体现出了非凡的英语素养,就是“深外质量”奠下的坚实基。在这点上,深外有其独特的优势。
04
其实,“深外质量”并非只有郑景旭一个样本,深外铸就的大器,不是一个,而是一群。
深外学子作为一个整体,始终以“但开风气不为师”的安静、自信、精进的面貌活跃在社会和世界的各个领域,其中不乏国之大器,已形成“深外现象”。
譬如:
毕业于深外高中部的
青年科学家张书彦
年在英国牛津大学博士毕业,而后进入英国最大的国家实验室——卢瑟福实验室攻读博士后,并从事散裂中子源应用拓展工作,成为英国散裂中子源工程实验室最年轻的首席科学家、欧洲散裂中子源科技委员会委员;
年3月书彦回国,创办了广东(东莞)材料基因高等理工研究院;
年1月,当选为广东省第十三届人民代表大会代表;年4月,获得第二十二届广东青年五四奖章。
此外还有国家科技部朱雅兰,外交部熊英、肖丽等校友在不同领域以最美的姿态为国家发展、民族复兴贡献力量。
SHENZHENFOREIGNLANGUAGESSCHOOL
深外祝福
深外立校31年,一大批深外学子正在演绎他们生命的精彩,厚植于心的深外基因将给予他们更多的动力,让他们不断呈现“飞龙在天”的气象。
母校深外一如既往祝福他们,支持他们,理解他们,并为他们骄傲自豪!
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文、图/深外(集团)高中部
部分来源/DeepTech深科技等
编辑/深外君
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