从手机、电动车到储能电站,锂电池已在生活中大范围的应用。但由于在使用的过程中不断损失锂离子,锂电池最长寿命通常只有6~8年,在极寒环境下使用,电池衰退还会加快。能否为电池延长寿命?怎么样才能解决回收问题,避免环境污染和资源浪费?这些都是亟待解决的课题。
记者从复旦大学获悉,该校高分子科学系、聚合物分子工程全国重点实验室彭慧胜/高悦团队提出了打破电池基础设计原则中锂离子依赖共生于正极材料的理论,通过AI和有机电化学的结合,成功设计了从未被报道的锂载体分子。相关研究成果日前在国际学术期刊《自然》上发表。
电池中的活性锂离子由正极材料提供,锂离子损失消耗到某些特定的程度后电池报废,这是锂离子电池自1990年问世以来一直遵循的根本原则。研究团队深入分析了电池基础原理,并进行了大量实验验证,发现电池衰减和人生病一样,是某个核心组件发生了异常,别的部分仍旧保持完好。在没有一点研究先例支撑的情况下,研究团队提出了大胆设想——设计锂载体分子,将其注射进电池,对电池中的锂离子进行单独管控。要实现锂载体分子的设想,需要分子具备严格且复杂的物理化学性质,包括分子的电化学活性、溶解度、空气稳定性、反应动力学、成本等,这样的分子机制是没有先例报道的,无法通过传统研究范式即依靠理论和经验进行设计。
为此,研究团队利用AI结合化学信息学,将分子结构和性质数字化,通过引入有机化学、电化学、材料工程技术方面的大量关联性质,构建数据库,利用非监督机器学习,进行分子推荐和预测,成功获得了锂离子载体分子——三氟甲基亚磺酸锂。该载体分子就像药物一样,能够最终靠“打一针”的方式注入到废旧衰减的电池中,精准补充电池中损失的锂离子,实现容量的回复,对电池进行“精准治疗”而不是“宣布死亡”,为退役电池的处理提供了一种新方式。
据了解,使用这一技术,电池在充放电上万次后仍展现出接近出厂时的健康状态,循环寿命从目前的500~2000圈提升到超过12000~60000圈。此外,电池材料必须含锂的束缚规则也被打破,使用绿色、不含重金属的材料构筑电池成为可能。眼下,研究团队正在开展锂离子载体分子的宏量制备,并与国际顶尖电池企业合作,力争将技术转化为产品和商品,助力国家在新能源领域的引领性发展。
“不久的将来,中国的嫦娥七号还将搭载来自埃及、巴林、泰国、意大利、瑞士等国的载荷飞往月球。”郭嘉昆介绍。
国家航天局对外发布嫦娥五号任务月球样品国际借用申请结果,同意6个国家的7家机构的申请。
目前,我国人工智能领域呈现良好的发展势头,根据世界知识产权组织报告,中国慢慢的变成了全球人工智能专利的最大拥有国,在全球的占比达到60%。
水利部近日印发《蓄滞洪区建设管理三年行动方案(2025—2027年)》,启动实施蓄滞洪区建设管理三年行动。
这些看不见的技术迭代,正为中国探索更遥远的宇宙空间铺就更坚实的“天梯”。
《2024年全世界创新指数报告》中,我国排名提升至第11位,拥有的全球百强科技集群数量达到26个,连续两年位居世界各国之首。
搭载着3名航天员的长征二号F遥二十运载火箭直冲云霄,熊熊尾焰映照着千年胡杨,也照亮了中国载人航天的崭新篇章。
从老人登山有了“赛博外挂”,到“养老机器人”成为热词,今年以来,机器人相关线
这项研究不依赖直接改变作物的遗传背景,而是通过调控根际的微生物组来优化作物在田间的生长表现。
涅槃重生的AI开口说话了——一面是口若悬河,一鸣惊人;另一面却是信口雌黄,“鬼线
春日的北京,一场充满未来感的马拉松赛事吸引了众人的目光——全球首个人形机器人半程马拉松赛在21.0975公里的赛道上展开角逐,20支机器人队伍参赛。 在制造业,目前人形机器人承担的是繁重、泛化性强、高度重复的工作,例如搬运颜色、重量、尺寸各不相同的箱子,分拣不一样的形状的零配件。
农民种粮能挣钱,粮食生产才有保障。在种粮农民收益保障机制中,农业保险是重要方面。今年中央一号文件提出:“推动扩大稻谷、小麦、玉米、大豆完全成本保险和种植收入保险投保面积”“健全多层次农业保险体系,支持发展特色农产品保险”。
身高172厘米,通体银色,一台台人形机器人在产线上分拣物料、搬运料箱、安装零件……科幻电影里的场景照进现实。
再接再厉、乘势而上,一步一个脚印朝着建设航天强国的目标迈进,中国的航天事业必将开拓更高境界,中国的科学技术创新将书写崭新篇章。
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4月22日,在北京航天飞行控制中心的统一调度下,神舟二十号载人飞船发射任务组织全区合练——酒泉卫星发射中心、西安卫星测控中心以及任务各测控点实施联调联控,全面模拟发射准备、发射以及飞行过程中的各种技术状态和工作过程。