提出低成本高安全鋁硫電池新體系 北京大學(xué)龐全全獲達(dá)摩院青橙獎(jiǎng)

1月8日，第六屆達(dá)摩院青橙獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)即達(dá)摩院青橙學(xué)者分享會(huì)在浙江大學(xué)舉行，達(dá)摩院院長(zhǎng)張建鋒，中國(guó)科學(xué)院院士、北京生命科學(xué)研究所學(xué)術(shù)副所長(zhǎng)邵峰，中國(guó)科學(xué)院院士、浙江大學(xué)教授楊樹鋒等出席會(huì)議并為青年科學(xué)家頒發(fā)青橙獎(jiǎng)，來自北京大學(xué)的材料科學(xué)與工程學(xué)院助理教授龐全全等15名青年科學(xué)家獲得“青橙學(xué)者”桂冠和阿里公益支持的每人100萬元可自由支配獎(jiǎng)金。

青年科學(xué)家風(fēng)向標(biāo)！達(dá)摩院青橙獎(jiǎng)發(fā)掘最優(yōu)秀的青年科學(xué)家

舉辦6屆的青橙獎(jiǎng)，已然成為優(yōu)秀青年科學(xué)家的風(fēng)向標(biāo)，發(fā)掘出一大批科研新星，支持他們披荊斬棘，引領(lǐng)學(xué)術(shù)潮流。這是一群與眾不同的科研青年，他們平均年齡僅有33歲，不受傳統(tǒng)學(xué)科束縛，用交叉研究推動(dòng)創(chuàng)新，回應(yīng)重大社會(huì)問題。

“比起走出挫折，更難的是走出榮譽(yù)?！鳖C獎(jiǎng)禮上，中國(guó)科學(xué)院院士、北京生命科學(xué)研究所學(xué)術(shù)副所長(zhǎng)邵峰說，期待獲獎(jiǎng)的青橙學(xué)者能夠正確對(duì)待每一項(xiàng)榮譽(yù)，在未來取得更大的成就，從青橙（Green Orange）變成金橙（Golden Orange）。

中國(guó)科學(xué)院院士、浙江大學(xué)教授楊樹鋒表示，青橙獎(jiǎng)讓其回想起三四十年前，初次獲得獎(jiǎng)項(xiàng)認(rèn)可時(shí)的激動(dòng)場(chǎng)景，“我們要承認(rèn)，我們也需要被激勵(lì)。青橙獎(jiǎng)對(duì)于青年科學(xué)家的成長(zhǎng)有重要意義?！?/p>

北京大學(xué)龐全全：提出低成本、高安全的鋁硫電池新體系

北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院助理教授、加拿大滑鐵盧大學(xué)化學(xué)博士龐全全正是這15位優(yōu)秀青年科學(xué)家之一，他率先提出了一種低成本、高安全的鋁硫電池新體系，在風(fēng)光配儲(chǔ)、工業(yè)儲(chǔ)能等領(lǐng)域展現(xiàn)巨大的應(yīng)用潛力，也因此而獲得了今年的青橙獎(jiǎng)，成為“青橙學(xué)者”。

龐全全身上具有一個(gè)科研學(xué)者顯著的特征：對(duì)參考答案保持懷疑，并對(duì)尋找最優(yōu)解充滿熱情。

2021年，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)中，鋰離子電池占比高達(dá)89.7%，是我國(guó)也是世界范圍內(nèi)的主流儲(chǔ)能方式，同時(shí)新能源電車的動(dòng)力電池同樣主要采用鋰離子電池。但在實(shí)際應(yīng)用上，鋰離子電池面臨著安全、能量密度、成本三個(gè)方面的挑戰(zhàn)。

還有沒有其他新型電池的選項(xiàng)？能否實(shí)現(xiàn)更低成本、更高的安全性，或者拓展到新的應(yīng)用場(chǎng)景？顯然，龐全全對(duì)儲(chǔ)能電池體系存在更高的期待值。自2012年從事相關(guān)研究以來，他反復(fù)、不斷地問自己這些問題，并試圖為未來應(yīng)用場(chǎng)景找到更好的解法。

“如果你是一張所謂的白紙，你有你自己的想法，其實(shí)反而有可能比經(jīng)驗(yàn)豐富的人做出來更好的東西”，龐全全認(rèn)為，對(duì)研究者而言，打破固有思想、進(jìn)行底層創(chuàng)新是非常重要的。同時(shí)他也非常善于運(yùn)用交叉學(xué)科的思路，挖掘更多合適的新材料。

2022年，龐全全及其科研團(tuán)隊(duì)取得突破性進(jìn)展，首次開發(fā)出基于無機(jī)熔融鹽的鋁硫電池。這種電池在較低的溫度下運(yùn)行，電解質(zhì)及其他組分都不可燃，安全性極高。同時(shí)電池僅需1—3分鐘就可充滿，完全顛覆了業(yè)內(nèi)對(duì)硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的固有認(rèn)知。

同時(shí)，因該電池三個(gè)主要核心材料鋁、硫、熔融鹽，均儲(chǔ)量豐富，其成本僅為鋰離子電池的六分之一，尤其能滿足大規(guī)模的儲(chǔ)能需求。

團(tuán)隊(duì)在該項(xiàng)電池的產(chǎn)業(yè)化方面也正在布局，接下來將完成大尺寸電芯的技術(shù)開發(fā)和工藝優(yōu)化，著力開發(fā)配套的熱管理系統(tǒng)及電池智能管理系統(tǒng)，將這一技術(shù)推向應(yīng)用。

面對(duì)自己的研究成果，龐全全滿懷期待的表示：“鋰離子電池經(jīng)過了20年才能夠達(dá)到我們現(xiàn)在所看到的局面?？偟膩碇v，鋁硫電池走到大規(guī)模應(yīng)用可能是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過程，但是我們有信心能夠在3到5年內(nèi)能夠看到它的落地”。

此次青橙獎(jiǎng)走進(jìn)高校，舉辦青橙學(xué)者分享會(huì)，將更多獲獎(jiǎng)人帶到公眾面前，用專業(yè)趣味的科普、澎湃的科研熱情點(diǎn)燃廣大青年人群，展現(xiàn)科學(xué)穿越不同年齡、階層、文化差異的魅力，帶動(dòng)更多人關(guān)注和投身科學(xué)研究。正如達(dá)摩院院長(zhǎng)張建鋒所說：“青橙獎(jiǎng)希望發(fā)掘最優(yōu)秀的青年科學(xué)家，幫助他們成長(zhǎng)、攻堅(jiān)克難、勇攀科學(xué)高峰。”達(dá)摩院將持續(xù)關(guān)注和支持青年科學(xué)家，攜手一起用數(shù)據(jù)科學(xué)的方法推動(dòng)解決科學(xué)、產(chǎn)業(yè)和社會(huì)問題。

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