青春是什么?對于長沙理工大學這群年輕人來說,就是頂著高溫,每天來回數十公里,雙手沾染黑色的油漬,研究一塊電池。
電池能做什么?加點水,它就能點亮LED燈,驅動一輛車等等。這塊電池還能做什么?或許他們也不知道,也無法預估,正如他們未知的未來。
不過,不怕。畢竟,我們的理想是星辰大海。
本報記者范典 實習生韓雪 長沙報道
給電池“注水”,就能讓一輛電瓶車跑300公里,聽起來是不是有點酷?近日,長沙理工大學材料學院師生研制出一套鎂空氣電池,成功驅動一輛代步電瓶車“王家灣一號”。“我們不想只發表論文,要做些實際的應用才行。”團隊帶頭人賀浩說。
組隊 出于愛好和理想集結在一起
研制這款鎂空氣電池的團隊來自長沙理工大學材料學院,團隊帶頭人賀浩2016年從湖南大學博士畢業,目前在長沙理工大學當老師。“我覺得不應該只滿足于發幾篇論文,要做點應用才行。”賀浩介紹,因為自己求學時曾做過鎂空氣電池這方面的研究,覺得特別有意思,所以打算從這方面入手。
目前,電動汽車存在充電樁建設不完善、充電速度慢等難題,賀浩希望在鎂空氣電池上發力,設計一款即插即用的電池。
2016年下半年,賀浩召集一群學生組建了一個科研團隊。他在長沙市王家灣租了套3層的民房,將房子作為“研發基地”。據介紹,這支十余人的團隊中有研究生,也有本科生,其中大一新生就有4名。今年5月,大一新生朱煥文因其過硬的專業知識和創新力加入到團隊中。“我喜歡研究。”朱煥文說,可能在其他人眼中,每天坐公交車從宿舍到王家灣研究電池是件很無聊的事,“但這是我的理想,而且能遇到一群志同道合的朋友,這很幸運。”
行動 頂著高溫來回走30多公里
與常見的電池不同,鎂空氣電池的正極是空氣電極、負極是金屬鎂板,往電池里注入鹽水,空氣負極產生的氫氧根與金屬鎂板發生化學反應,就能夠產生電流。也就是說,鎂空氣電池不用充電就能產生電流。
但在科研界,鎂空氣電池并不新鮮。上世紀60年代,這種技術就已應用在軍事領域,尤其是潛航器、魚雷等武器。那么,這款電池如何應用在汽車上呢?這需要做個電池組。賀浩介紹,今年5月,他的團隊開始一段“黑乎乎”的日子。團隊成員熊銀介紹,他們每天從17公里外的長沙理工大學來到王家灣的這個“研發基地”。不管男女,每個人的手都沾滿了黑乎乎的油漬。“我們備了一根水管,實在太熱了就在地上澆點水。”賀浩稱,團隊中的男生就住在樓上,女生往返于學校宿舍和王家灣,十幾公里的路程,她們每天要頂著高溫走兩趟。
有辛苦就有收獲。終于,他們組裝了40個電池,能驅動一輛代步電瓶車行駛超300公里。
“電池就像個塑料小方盒。”賀浩介紹,團隊的核心技術在于空氣電極,這是鎂空氣電池的正極,由催化劑、粘結劑等材料制成。作為負極的鎂板插在盒子中間,只需注入近300毫升的鹽水,電池即可產生電流。如果將40個電池串聯起來,就可以產生足以驅動電動車的電量。“可產生約18度電,能夠驅動這輛車行駛超過300公里。”賀浩稱。
下一步,他們將進一步完善動力電源,讓鎂空氣電池真正走向生活。
小發明
殿堂級充電寶為8至10部手機充電
今年7月,賀浩團隊的鎂空氣電池為一線抗洪工作人員提供不少便利。
由于抗洪工作人員需要24小時戶外巡防,手機、手電筒常受斷電困擾。為幫助防汛人員解決充電的問題,長沙理工大學材料學院黨委副書記唐青、老師賀浩帶領學生志愿者趕制了一批鎂空氣電池“超級手機充電站”和應急手電筒充電設備一套(提供220V交流電)。
相比常見的充電寶,賀浩團隊趕制的充電寶要“強大”很多。這款充電寶不足2公斤,加入鹽水就可以發電,同時為8至10部手機實現快速充電,一組金屬鎂板能滿足近百部手機的電力需求。
除設計充電寶、電池組,在王家灣的研發基地,賀浩團隊還在設計一款觸水即可發亮的LED燈。這種LED燈只有兩三厘米長,一頭是LED燈,另一頭則是電池。賀浩說,這種小燈尤其適合野外的夜晚照明,可當作臨時用的手電。
“鹽水的作用,是讓電池導電性能更好,實際上這種電池沾水就能產生電流。”賀浩介紹,這種LED燈在晚上產生的亮度很高,可持續發光7到10天。
未來,賀浩打算制造上萬個這樣的LED燈,將這些設備捐獻給紅十字會,供他們在野外急救時使用。