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香港城市大学工学院改良水系锌电池提高电池效能 供博士研究生参与

来源:爱游戏app官方网站    发布时间:2024-04-26 00:49:57

  • 产品特点

  l 博士研究生可跨学科参与研究,或加入18位《高被引学者》带领的科研项目。

  l 博士研究生也可参与城大「HK Tech 300」创新创业计划,打好创业基础。

  香港和多个国际城市近年大力推动创科发展、培养和吸纳多项专门范畴的科技和工程人才计划。香港城市大学 ( 以下简称「城大」) 工学院从事变革型教学与研究,其多个学术领域在2022年 QS (Quacquarelli Symonds) 获列为全球最顶尖世界上的排名前100名,并有18位学者在2022年荣获 《科睿唯安全球高被引学者》 (「高被引学者」),其中有城大工学院副院长 (研究)支春义教授改良电池效能及其应用范畴的科研项目。现时,支教授主攻开发高安全水系锌电池,以应用到规模储能,取得扎实进展。博士研究生有机会获得城大支持,以研发技术创业。

  城大博士研究生修读模式是导师制,博士研究生可选择以跨学科形式参与《高被引学者》的科研项目或海外大学的合作研究项目。

  博士研究生也有机会参与城大多项创业计划,把其研究技术或产品商品化,不但开创个人科创事业,还可把知识应用于日常生活,贡献社会。例如截至2023年,城大工学院有多达190个项目队伍在城大「HK Tech 300」种子基金遴选中获选,每个获选队伍可获最多十万港元种子基金的资助,以发展初创企业。 另有30个项目获得高达100万港元天使基金投资。

  城大工学院副院长 (研究) 支春义教授于2014年,展开改良已有百多年历史,材料底层安全的锌电池相关研究。研究项目为水性电解质电池、水系高安全锌离子电池和锌空气电池等,旨在开发可以真正用在各种储能场景的高安全电化学电存储系统。

  因此,他对水性电解质电池研究有丰富的经验。他与多年带领的博士研究生研究团队约研发了 5 项制成品,取得超过40项专利,可以大范围的应用在室内储能,微网储能系统基于锌基电池的小型储能系统和各种对安全和倍率放电有高要求的应用场景。

  近年,可充电电池储能技术具有能量规模大、选址灵活、响应速度快等特点,被各国研究机构作为储能技术的研究重点,成为发展最快的电力系统储能技术。其中,铅酸电池、锂离子电池储能技术占据中国整个储能装机总量绝大部分。但是随着用量的增大,铅酸电池和锂电池却显示出诸多不足。铅酸电池循环寿命短,需要频繁更换电池才可能正真的保证其与电网设备同生命周期。另外,其单位体积内的包含的能量极低,污染大。此外,铅酸电池含有铅和浓硫酸,在处理过程中对环境压力很大。锂电池安全性一直未被完全解决。而且有可能会出现一旦某个电池出现热失控,就会导致电池系统的整体失控烧毁。例如,2021年4月16日,北京集美家居大红门储能电站起火,北京调派了15个消防站、47辆消防车、235名指战员到场处置;14时15分许,电站北区突发爆炸,一直快到17日凌晨,明火才被彻底扑灭。本次事故导致2名消防员牺牲,1名消防员受伤,电站内1名员工失联。

  在过去几年中,由于水系锌基电池具备无毒、高容量(819 mAh/g)和高安全性的特点,得到研究者的广泛关注。此外,锌比锂有更高的稳定性和原材料可用性方面有更低的成本压力,所以锌电池用于储能领域是一个非常有前景的技术领域。

  针对可充放电锌基电池循环稳定性比较差,正负极产气等很多问题,支春义教授做了大量的基础科研。首先,开发了宽电压窗口电解液,使得水的分解电压从1.23伏拓宽到3伏以上,并拥有非常良好的低温性能。这种电解液能够让锌电池在比较高的电压下 运作从而不会发生鼓胀。此外,在负极的稳定性上,支春义教授通过涂层,改性,极片三维化等方法,稳定型负极使其形变和枝晶的生长在其内部发生而不会导致电极形变过大。进一步的通过隔膜的改性,使得锌电池的剩余形变能够被有效的阻挡。在正极方面开发了各种高能效,高单位体积内的包含的能量基于转化反应的高稳定性正极材料。储能用锌基电池主要使用在于储能领域,例如电站的储能,备用电源储能,发电系统储能等。

  支春义教授联同博士毕业生唐子杰于2019年成立科创企业大锌能源(AmaZinc),拟把他们研发的极为安全的新型锌电池推出巿场。项目获得城大「创意种子计划」(SEEDS) 和「大学科技初创企业资助计划」 (TSSSU) 的资助,香港科技园科技创业培育计划 (Incu-Tech)以及松山湖材料实验室支持。目前该公司在中港两地有约20多名员工,从事研发、销售和生产等环节。

  香港城大工学院设有7个学系,科研领域涉及建筑学及土木工程、生物医学工程、计算机科学、电机工程、材料科学及工程、机械工程、系统工程。博士研究生除可选择以跨学科形式参与18位《高被引学者》的科研项目外,更可参加城大工学院与4家有名的大学合作的科研项目,包括:台湾清华大学,台湾大学,台湾交通大学,以及韩国延世大学,与不一样的地区科研人员进行交流,开阔视野。

  城大工学院设有多个配备先进设施的实验室,包括「太赫兹及毫米波国家重点实验室」、一所国家工程技术研究中心、两所与中国科学院联合实验室及十三所研究中心,作为教研基地。城大也设有华南地区首台三维原子探针,以进行物料工程研究。

  城大在2021年在 3月宣布投放5亿港元推出「HK Tech 300」创新创业计划,于今年更额外投入一亿港元,透过与工商界建立的网络,旨在协助有志创业的城大学生、城大校友、城大研究人员以及其他人士成立初创公司,令他们的创业之旅得以启航。计划至今已培育了560队初创队伍,每队获批达10万港元的种子基金;及向超过110初创企业获批高达100万港元的天使基金投资,不但为香港年青人开启科创旅程提供了支持和保障,而且为香港创科发展注入了新动力。

  *科睿唯安分析和遴选《高被引学者》(Highly Cited Researchers) 的资料来源于Web of Science,相关学者的论文被引用次数,在其学术范畴属于全球被引用最多首1%的学术文章。返回搜狐,查看更加多

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