IATA:航空运输业成全球贸易发展引擎
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相比快乐,他的父母更在意的是正确与否。
刚好我受陈省身先生邀请在那儿访问一年。我当然明白,一般来说,杨乐不会这样做,只是因为我要赶飞机,他觉得这样才能打动地勤。
没有想到杨乐先生会这么快离开我们,但去年这个奖颁给他,我想他是知道我们对他的尊敬的,我很欣慰。但他不求名利,觉得中国的数学前途比什么都重要。这在当时并不简单,因为车子出京需要许可。那时候打电话很不方便,但杨乐还是很快帮我安排好了去医院看病。中途我突然发烧了,要去医院看病。
即使受人非议,他也不在乎,不愿意做任何回应。遇到困难,他也尽量用最平和的方式寻求最优解王杰补充说,同时,废旧锂电池中有可观的锂、镍、钴、锰、铜、铝等金属元素,也是宝贵的资源。
中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员王杰告诉《中国科学报》,和传统回收技术相比,它在环保和经济效益方面优势明显。一方面借助摩擦纳米发电机制备材料来源广泛的优点,通过合理利用电池的废弃材料制造摩擦纳米发电机,再将摩擦纳米发电机作为电力补充,就能有效降低用电量,助力于提升系统的自驱动性能。此后对回收锂电池行业的调研也证实了这一想法。前者能量密度高、续航里程长,后者则安全性能更好。
经过数月的筛选和实验,团队发现次氯酸可以达到上述要求,而次氯酸又可以通过氯化钠溶液在电场中产生。但团队以前的研究专注于单位面积的输出,为满足电化学反应需要,他们重新研制一台直径约30厘米的旋转式摩擦纳米发电机,并通过优化输出和降压增流措施,满足了实验需要。
进一步的分析中,团队认为电化学回收是一个不错的回收方式,但缺点是耗电量较大。我们就是搞发电的,所以当时就想把电池技术,摩擦纳米发电技术和电化学回收技术叠加起来,看能不能找出结合点,把这套回收系统做出来。一开始,团队分析认为,构建这个双循环的基础是电化学回收过程中正极材料的选择。受访者供图 锂电池将迎来退役潮 当前,低碳发展的理念已深入人心。
另一方面,动力电池所用的锂、钴、镍资源稀缺程度进一步加剧,随着全球电动化战略转型的加速,资源短缺问题日益突出。一开始,为了寻找替代材料,我们尝试过多种回收物品,比如用牛奶包装盒上的铝塑膜,可乐罐的铝材作为摩擦纳米发电机的原料。接下来的讨论就有点跑偏,大家七嘴八舌一阵讨论后,形成共识竟是:锂电池回收可能会成为一个有很大需求的领域。这是种整合了‘新型高效电化学回收体系‘摩擦纳米发电技术和‘回收产物再利用技术等前沿技术的自驱动磷酸铁锂回收系统。
锂电池平均使用寿命为6至8 年,也就是说,我们即将迎来大规模的锂电池退役潮。在一次团队头脑风暴中,团队成员张宝峰提出废旧锂电池中有很多可回收金属和有机薄膜,能用作摩擦纳米发电机原料。
目前,该团队已经在实验室完成了废旧三元锂电池的回收。一是传统回收方式工艺复杂,高能耗、高排放,还会带来二次污染问题。
按照现行工业标准,反应物磷碳酸锂和磷酸铁纯度达到99.5%就可以直接利用。但约占市场保有量六成的磷酸铁锂电池原料相对便宜,回收产物价值不高,且回收工艺复杂,存在较大环境隐患等原因,没有人愿意进行回收。王杰说,我们这种方法的回收产物纯度分别达到 99.70% 和 99.75%,可以省去高能耗、高排放的提纯步骤,后续生产能直接利用。微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。我们的目标是进一步做深、做细电化学回收,将其拓展成通用技术,用这种模式来回收其他锂电池。经过一番实验调试,研究人员最终通过碘化钾溶液做指示剂,完美解决了这一问题。
但现实困难是,锂电池回收问题重重。这样,锂电池用完后就能真正完全无害地回收利用。
构建了一个材料和能量的双循环。因此,该团队还有专门研究锂电池的博士和博士后,对锂电池的深入了解让他们相信自己的判断。
细究其研究思路的缘起,竟出自团队3年前一次头脑风暴时,话题有些跑偏的讨论和此后将多项前沿技术叠加创新的尝试。? 自驱动磷酸铁锂回收系统。
这套设计精妙的回收系统得到能源和可持续发展领域的广泛关注。在此基础上,团队通过技术沉淀和拓展,将相关技术应用在三元锂电池回收上。磷酸铁锂粉末被次氯酸包覆,然后就能进行反应。我们和电场打交道很多,对电化学比较了解,坚信没有电场氧化/还原不了东西,如果不能直接氧化还原,就需要找到一个‘中间体。
为了实现尽可能多的磷酸铁锂回收,实验中要有足够多的电量才能完成。版权声明:凡本网注明来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动。
其中三元锂电池因含有贵金属原材料,人们回收意愿较强,对该领域回收技术也研究较多。王中林、王杰团队开发的回收系统采用电化学法氧化食盐水,利用生成的次氯酸进行氧化还原,实现磷酸铁锂正极材料的回收。
王杰说,该项目就是立足自身优势,综合实验室在锂离子电池、摩擦纳米发电机、自驱动系统、自驱动电化学方面的积累,通过多项前沿技术叠加,最终实现了突破与实用化。在新能源汽车、储能等产业长足发展的同时,作为动力或储能设备的锂电池也比比皆是。
这似乎预示着,即将迎来退役潮的废旧锂电池问题解决方案开始浮出水面。反应能进行下去了,团队又发现了新问题。受访者供图 技术沉淀和拓展 由于团队成员具有化学、材料、物理、电子、机械等多学科背景,大家在一起实验和讨论,觉得可以一起来做件更有意思的事情。利用该系统可生成能直接利用的高纯度碳酸锂、磷酸铁。
制造摩擦纳米发电机的材料广泛,为了降低成本,他们曾研究过用废旧回收材料制造摩擦纳米发电机。这能降低化学试剂的用量及种类,将湿法回收的10 个步骤缩短为 4 个,在简化工艺流程的同时还能节能环保、降低成本。
在多项前沿技术加持下,该系统以摩擦纳米发电机供电回收,并将部分回收材料用于制造摩擦纳米发电机,构建了材料和能量的双循环。二是回收所得产物纯度较低,多次提纯又会抬高成本。
如果不能对废弃的锂电池进行正确、有效地处理,其中的电解液、重金属、塑料等物质会给环境带来巨大压力。王杰补充说,下一步,我们还计划完成更多锂电池材料,包括封装材料、电解液等的回收利用。