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上海交通大学校友在《Science》上发文,解决电池“枝晶”问题!

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式

2019年诺贝尔化学奖颁给了约翰·古迪纳夫、M·斯坦利·威廷汉和吉野彰三人,主要表彰他们在锂电池发展上所作出的突出贡献,科学家对电池技术的研究一直没有停下,产品不断更新换代,在新能源储存方面,可充电的金属负极电池是一个崭新的研究方向,上海交通大学校友郑景旭,如今正在美国康奈尔大学攻读博士学位,他的研究方向就是电池,而且取得了突破性进展。日前,郑景旭在《Science》上发表题为《Reversible epitaxial electrodeposition of metals in battery anodes》的论文。

郑景旭研究团队引入了外延生长的概念来调控金属的沉积形貌,以锌金属负极为例,使得锌沉积/溶解的可逆性达到了99.9%,循环寿命达到了传统锌电极的100倍,相比于传统的锂电池,利用水系电解液的锌电池能量密度高、安全性好,是极具潜力的下一代电池技术。

在电池领域的研究中,他的这种方法可以拓展到所有利用金属电极的电池体系中,这将给电池的能量密度和寿命带来非常大的实质性提升。而且在催化领域,能够在原子的层面调控金属的沉积形貌,这是一项基础性的技术,虽然在文章中,他们主要以电池作了示范,但是这个技术还可以延伸到电催化领域。

郑景旭因化学奥林匹克竞赛成绩突出而保送上海交通大学,在上海交通大学读本科期间,他在国际学术期刊上发表了17篇经过同行评议的SCI英文学术论文,其中以第一作者身份发表12篇,荣获“2016上海交通大学学生年度人物”,如今在美国康奈尔大学攻读博士学位。

对于郑景旭来说,最初的灵感是来源于今年1月的一次实验,但是最主要的还是他在上交大的积淀,当时在陈彬老师的指导下,他开展了透射电镜的研究,积累了关于晶体的知识,才有了这篇文章的灵感,这是至关重要的。抱着试试的态度,投了《Science》,但是之后,他反而紧张了,对心态考验非常大,因为当时还在进行其他的工作,心里对这篇论文一直很牵挂,对他来说是一个特别的体会。

郑景旭表示,兴趣才是自己最大的动力,从喜欢上化学开始,他内心有很多问题,通过请教老师,他将几门化学基础课吃得比较透,这也成为了他最主要的知识储备之一,对于真正热爱的事物,一定要勇于追随,相信一切皆有可能,尽可能的探索这个世界,发掘自己最感兴趣的方向。

对于未来,郑景旭这样说:“我的博士课题是有关能源材料(锂电池、金属-硫电池)的开发。这是一个富有生机、日新月异的领域,也是一个竞争很大的领域,各国在这个方向的研究上都有很大投入。我会继续奋斗,争取在这个新的领域做出新的成绩,积累业务经验,早日学成归国,为新时代的中国特色社会主义事业贡献青春!”

青年兴则国家兴,青年强则国家强。青年一代有理想、有本领、有担当,国家就有前途,民族就有希望。希望有更多像郑景旭这样的青年才俊出现,共同推动科学技术的进步!

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