SMM, 15 กุมภาพันธ์:
ในช่วงเช้าตรู่ของวันที่ 13 กุมภาพันธ์ ตามเวลาปักกิ่ง วารสารชั้นนำระดับนานาชาติ *Nature* ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่ก้าวล้ำของทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยฟู่ตั้น นำโดย Huisheng Peng และ Yue Gao ในฐานะบทความหน้าปก ด้วยเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมแบบ "การแพทย์แม่นยำ" พวกเขาประสบความสำเร็จในการบรรลุความก้าวหน้าในการยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมให้ยาวนานขึ้น 10-100 เท่าเมื่อเทียบกับระดับเดิม ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ระดับโลก
การทำลายข้อจำกัดของอุตสาหกรรมที่มีมานานกว่าศตวรรษ
ตั้งแต่เริ่มต้นในปี 1990 แบตเตอรี่ลิเธียมแบบดั้งเดิมถูกจำกัดด้วยอายุการใช้งานที่ 6-8 ปี ปัญหาหลักอยู่ที่การลดลงของไอออนลิเธียมที่ใช้งานได้ในวัสดุแคโทดระหว่างรอบการชาร์จและการคายประจุ เมื่อการสูญเสียไอออนลิเธียมถึงเกณฑ์วิกฤติ แบตเตอรี่จะกลายเป็นขยะ แม้ส่วนประกอบอื่นจะยังคงสมบูรณ์ก็ตาม ส่งผลให้มีแบตเตอรี่หมดอายุหลายหมื่นตันต่อปี ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ทรัพยากรถูกใช้อย่างสิ้นเปลือง แต่ยังสร้างปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง
ทีมวิจัยจากฟู่ตั้นเสนอวิธีแก้ปัญหาแบบ "แนวคิดทางการแพทย์" ที่เป็นนวัตกรรม: คล้ายกับการฉีดสารกระตุ้นเข้าไปในอวัยวะที่ล้มเหลว พวกเขาได้พัฒนาวิธีการฉีด "สารโมเลกุล" ที่ถูกออกแบบมาเป็นพิเศษเข้าไปในแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วเพื่อเติมไอออนลิเธียมที่สูญเสียไปอย่างแม่นยำ สารโมเลกุลนี้คือ ลิเธียมไตรฟลูออโรมีเทนซัลโฟเนต (CF3SO2Li) ซึ่งช่วยให้แบตเตอรี่คงความจุเดิมไว้ได้ถึง 96% แม้ผ่านรอบการชาร์จ-คายประจุหลายหมื่นครั้ง โดยปฏิวัติวงจรชีวิตจาก 500-2,000 รอบในปัจจุบันเป็น 12,000-60,000 รอบ
AI ขับเคลื่อนการปฏิวัติการออกแบบโมเลกุล
เพื่อให้บรรลุแนวคิดนี้ ทีมวิจัยได้ก้าวข้ามกระบวนทัศน์ทางวิทยาศาสตร์แบบดั้งเดิม โดยผสานปัญญาประดิษฐ์เข้ากับเทคโนโลยีอิเล็กโทรเคมีอินทรีย์อย่างสร้างสรรค์ ด้วยการสร้างแบบจำลองดิจิทัลที่ครอบคลุมพารามิเตอร์สำคัญกว่า 10 รายการ เช่น กิจกรรมทางอิเล็กโทรเคมี แรงดันไฟฟ้าการสลายตัว และความเสถียร พวกเขาใช้การเรียนรู้ของเครื่องแบบไม่มีผู้ควบคุมเพื่อคัดกรองตัวพาหะที่เหมาะสมที่สุดจากฐานข้อมูลโมเลกุลขนาดใหญ่ หลังจากการวิจัยและพัฒนานาน 4 ปี โมเลกุลพาหะลิเธียมไม่เพียงแสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม แต่ยังคงต้นทุนไว้ไม่เกิน 10% ของต้นทุนแบตเตอรี่ทั้งหมด แสดงให้เห็นถึงศักยภาพทางการค้าอย่างมาก
การนิยามใหม่ของแผนผังระบบนิเวศอุตสาหกรรม
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีนี้นำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงปฏิวัติ 3 ประการ: การซ่อมแซมแบตเตอรี่แบบไม่ทำลายครั้งแรก เปิดโมเดล "เศรษฐกิจหมุนเวียน" ใหม่ การทำลายกฎเกณฑ์ดั้งเดิมที่วัสดุแคโทดต้องมีลิเธียม ปูทางสำหรับการวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และการพลิกโฉมวิธีการกำจัดแบตเตอรี่แบบ "ทิ้งและรีไซเคิล" ทีมวิจัยได้เริ่มการเตรียมการในระดับใหญ่และสร้างความร่วมมืออย่างลึกซึ้งกับบริษัทแบตเตอรี่ชั้นนำระดับโลก
"นี่ไม่ใช่เพียงความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี แต่เป็นการสร้างระบบนิเวศอุตสาหกรรมใหม่" ศาสตราจารย์ Huisheng Peng กล่าว "ในอนาคต ด้วยการบำรุงรักษาแบบ 'วัคซีน' เป็นประจำ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่อาจเติบโตแบบทวีคูณ แก้ไขปัญหาการสิ้นเปลืองทรัพยากรและมลพิษทางสิ่งแวดล้อมอย่างพื้นฐาน" เมื่อการทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นอุตสาหกรรมเร่งตัวขึ้น อุตสาหกรรมพลังงานใหม่ระดับโลกคาดว่าจะเปลี่ยนแปลงอย่างมหาศาลในทศวรรษหน้า
ทีมวิจัยพลังงานใหม่ SMM
Cong Wang 021-51666838
Rui Ma 021-51595780
Disheng Feng 021-51666714
Ying Xu 021-51666707
Yanlin Lü 021-20707875
Yujun Liu 021-20707895
Xiaodan Yu 021-20707870
Zhicheng Zhou 021-51666711
He Zhang 021-20707850
