大到电动汽车
小到智能手机
在校园里骑着电瓶车驶过路边电灯
电池都在日常生活中扮演不可或缺的角色
可以说世界的运转都在用电池驱动
复旦大学化学与材料学院先进材料实验室
青年研究员晁栋梁
深耕电池研究逾十五载
如今主要从事高能量水系电池研究
水系电池高安全、高环保、可大规模
可以有效避免目前锂电池的起火爆炸事故
顺应全球电气化趋势
他面向世界科技前沿
应对能源供应和环境保护方面重大挑战
入选2023年“上海科技青年35人引领计划”
探索电池的新风口
从大三进入实验室起
晁栋梁就开始接触电池
从最开始的镍氢电池
到如今“风头正盛”的锂/钠电池
晁栋梁在硕博期间都有所研究
求学期间
锂钠离子电池研究正火热
晁栋梁却很快将研究目光
转向了当时并未获得多少关注的
水系电池领域
他与团队在2018年完成
全世界第一篇水系锌离子电池的综述 目前已有1700+次引用
与锂钠离子电池使用有机电解液不同
水系电池以水作为溶剂
即使火烧、刺穿、水洗
都不会发生自燃自爆事故
因此水系电池具有
更加安全、环保的优点
同时锂资源成本高
且用于生产锂电池的原料我国储量少
水系电池的研究也符合国家能源安全的布局
由于离子在水中的扩散速度
比在有机溶剂中更快
因此水系电池还能实现一个额外的增益：
快充
因为跑得快
就可以更加适配低温的场景要求了
北方地区的小伙伴也会更加容易考虑电车了
水系实验室的电池样本
尽管水系电池之王铅酸电池
已经投入市场使用多年
但始终面临环保及电池能量密度低的问题
无法应用在长续航的场景之下
其市场正在被锂电池一步步吞噬
即便其“能力”不足
但仍然占据着1/3电池市场
高安全低成本的水系电池的魅力
就藏在了这里
2023年11月
复旦大学水系电池研究中心成立
中国科学院院士赵东元教授任中心主任
晁栋梁担任执行主任
致力于研究和推广
更安全、更高能的水系电池新技术
晁栋梁带领团队不断思考和实验
实现了水系电池在能量密度上的突破
开发了新型锌基、锰基、锡基、硫基
水系电池体系
似乎正按照他桌面元素周期表鼠标垫
在按照顺序研发
听说下一个就要轮到钒元素参加实验了
晁栋梁的实验室
在高影响力的国际期刊上发表论文140 余篇
引用23000余次，H指数72
今年刚刚官宣，晁栋梁还获得了
2023年度EES Lectureship Award
这一奖项旨在支持全球在能源与环境科学范围内从事研究的年轻科研人员
让基础科研贴近生活
在最初选择科研方向时
晁栋梁希望未来自己的研究可以落到实地
他认为更好的电池能够
改善人们的生活、赋能生产方式
“基础科研真的可以用起来，
枯燥的事情就更有意义和动力了”
晁栋梁和他研发的电池
晁栋梁带领团队与政府、企业合作
获得了华为、交投等大型企业的资助
带领建设
全国第一条水系电池GWh生产线
用于高安全、高比能水系电池的生产
推动新型水系电池技术的传播、应用
与商业化进程
从科研走向应用
安全性优异的水系电池
适配对安全需求高的基站电源
用来保障数据存储
晁栋梁的实验室
水系电池还可以与交通相结合
船舶作为交通领域第二大碳排放源
水上新能源动力船舶采用水系电池
可以减少碳排放
在最新获得的国家重点研发计划中
赵东元院士与晁栋梁
提出“水上充电宝”技术方案
联合新加坡科研团队
解决土地资源限制
攻关大中型城市储能需求
助推新型大规模储能技术
在更多的场景下安全使用
展望未来
目前团队正与中国科学院深海科学与工程研究所合作
开发满足深海等极限领域使用的
水系电池
布局水系电池更多的应用场景
将基础研究及时转化出来
真是上天入海又“上楼”
做科研的“社群运营”
独立自主学习、不断发散思考
这是晁栋梁在科研时对自己的要求
也是他现在对学生们的期望
成为老师后，
晁栋梁表示除了“养活”自己
培育学生也很重要
他希望学生们能够自由发展
为了促进新兴电池领域的研究者经验交流
在读书期间他创建了钠离子电池研究群
工作后又创建了水系电池研究群
新兴领域中可利用的现成资料并不多
新入行的同学们
就可以在群里提出疑问请教别人
以此推动整个研究领域的发展
水系电池的交流群建立了短短两年
如今已是2000人的大群
晁栋梁在实验室
晁栋梁对学生们的科研绘图要求严格
他自己也喜欢画图
还亲自设计了水系电池研究中心的logo
Energetic Aqueous Battery (EAB)
一个由EAB三个字母组成的水滴
以此表示高能量水系电池的含义
晁栋梁设计的水系电池研究中心logo
深耕电池研究
晁栋梁不断寻找突破口
他表示
新的东西摸索起来挑战大
但对于年轻人来说机遇多
希望能不断挖掘自己的潜能
与其他研究者一起助推这个领域的发展
来源 | 校团委
文字 | 李一钒
图片 | 文汇报袁婧、受访者
责编 | 章佩林
编辑 | 徐佳徽