今年38岁的王壹是贵阳学院材料科学与工程学院副院长、九三学社社员、贵州省青联委员、贵阳市青联委员、南明区政协委员,同时也是多家SCI期刊的青年编委。自7年前来到贵州后,王壹一直致力于水系锌离子电池的研发,并于2021年取得了重要突破,相关科研成果先后发表在国际主流期刊上;2022年,王壹入选全球2%顶尖科学家年度影响力榜单;2023年,他入选了贵州省高层次创新型“百”层次人才......在贵阳深耕科研多年,如今的王壹也从一名“贵漂”成为了一名地道的“贵定”。
跨越千里从“锌”出发
王壹毕业于中山大学化学学院,获物理化学博士学位,其研究方向为稀土有机框架荧光材料的研发。2017年5月,王壹通过人才引进,从家乡内蒙古跨越三千多公里来到贵阳,进入贵阳学院工作,目前担任贵阳学院材料科学与工程学院副院长。
面对全新的发展环境,究竟是选择自己熟悉的科研方向继续深耕?还是因地制宜开展新领域的研究呢?王壹通过长时期的调研寻找到了自己的答案。他发现贵州省拥有磷矿资源,而这正好就是新能源电池材料必不可缺的资源,而且贵州省围绕培育壮大新兴产业,汇聚了不少新能源材料企业,形成了较为完善的全产业链条。于是王壹果断决定把水系锌离子电池研究确定为新的科研主攻方向。
“虽然锂离子电池是现在的主流电池方向,但锂作为一种战略资源,在我国储备不多。同时,目前的锂离子电池的有机电解液有一定的安全隐患。相比较下,锌离子电池则会更安全更环保,而且在同样的重量下,锌离子电池的能量密度更高,这也意味着锌离子电池的汽车可以跑得更远。”王壹说。
吸收再创造基础研究需要坚持不懈
创新,往往意味着从零开始。面对全新的科研领域,王壹选择了迎难而上。在反复的实验研究过程中,王壹遇到了一个很大的困境——锌负极容易长成枝晶,而枝晶会穿破隔膜,从而造成短路,是锌负极一个很明显的缺点。
为了攻破这个难点,他带领团队,通过大量实验,反复修改实验方案,终于找到了突破点。“我们通过大量实验,在锌负极上生长一种比较周期性的、孔洞型的材料,这种材料使锌离子均匀反复沉积剥离,从而抑制枝晶的生长。在基础研究理论方面,通过改变它的电解质,结合改变它新表面上的这种材料,来让它的新枝晶不容易生长。”
2021年,通过用简单水热法对商业化的五氧化二钒进行处理后,王壹得到了一种新型高容量的锌离子电池钒基正极材料。在此基础上,他总结了提升水系锌基电池比容量、构筑稳定锌负极以及组装新型电池结构的一系列方法,其相关科研成果先后发表在国际主流期刊上,并受到了广泛赞誉。
守正创新发力新能源电池材料研究新赛道
“任何一种新材料,从实验室阶段到应用,都是一个漫长的阶段。”谈及如何推动研究成果实现产研融合,王壹说基础研究仍然是现阶段最重要的研究要点。与此同时,在不断吸收再创作的过程中,他也一直积极跟贵州当地企业结合,尝试去解决企业的技术难点问题,努力让科研成果与实际应用更进一步。
如今,在全球能源转型的大潮中,新能源电池技术正成为推动电动交通和可再生能源发展的关键力量,伴随着技术的更新迭代,水系锌离子电池也在储能领域的应用前景日益广阔。面对未来,王壹表示新能源电池还有许多研究领域,也希望自己能够守正创新,开辟出新能源电池材料研究的新赛道。“在推动技术发展和产业结合的道路上会不断创新,结合贵州的能源产业优势因地制宜的去开辟新赛道,不断把技术迭代、科研问题逐步解决,为提升贵州省和贵阳市的科研水平贡献一份自己的力量。”
记者:张莉芝 罗晶 王誉遐(实习)
编辑:吴 芸
责编:陈 萌
审核:虎俞均
终审:谢 涛
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