有望解决“锂电池荒” 深外学子郑景旭研发循环寿命超万次新型可充电装置
来源： 深圳晚报 2021-05-11 09:18:11
原标题 深外学子成果有望解决“锂电池荒”
麻省理工博士后郑景旭研发循环寿命超万次的新型可充电装置
郑景旭 学校供图
见圳客户端·深圳新闻网2021年5月11日讯（深圳晚报记者 王宇）5月10日，记者从深圳外国语学校获悉，作为麻省理工物理学博士后的深外学子郑景旭近日在《Nature Energy》上在线发布最新研究成果，有望解决“锂电池荒”。
寻找锂电池替代品迫在眉睫
近日，能源研究机构Rystad Energy 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2027年，相关供应短缺将导致大约330万辆电池容量为75kWh的电动汽车出现生产延误，到2028年将达到约900万辆，并在2030年飙升至2000万辆左右，此外，2030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。
郑景旭的研究发现，铝或锌可以成为下一代可充电电池的“种子选手”，他开发出了一款循环寿命高达10000次，且没有任何失效迹象的新型可充电装置。
据悉，锂电在目前的储能领域中发挥了主导作用，但后锂基电极（例如铝或锌）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。
以铝金属电池为研究对象，在美国康奈尔大学Lynden A. 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。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3600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。
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。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。
7年时间“蝶变”为青年科学家
据悉，郑景旭从深圳市滨河小学毕业后，升入深外初中部，后来又直升到高中部。2013年高中毕业至今，短短7年时间，郑景旭“蝶变”为青年科学家。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年郑景旭创造了许多成绩：2013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；2016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“2016上海交通大学学生年度人物”；2017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；同年，他留学美国，博士毕业于康奈尔大学，师从Lynden A. Archer院士，研究方向为金属负极的电沉积调控（包括铝，锂，锌）；2019年，研究成果首发于国际顶尖学术期刊《Science》，并在Science Advances刊发2篇，德国化学类期刊《Angew》刊发1篇。
郑景旭表示：“在深外初中部、高中部的6年，既是收获丰富的6年，也是精彩快乐的6年。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、爱护和培养。”
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