8月10日，長沙市王家灣，長沙理工大學(xué)材料學(xué)院的學(xué)生正在組裝鎂空氣電池。圖/記者陳正
青春是什么？對于長沙理工大學(xué)這群年輕人來說，就是頂著高溫，每天來回數(shù)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(diǎn)水，它就能點(diǎn)亮LED燈，驅(qū)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(yù)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。
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(diǎn)酷？近日，長沙理工大學(xué)材料學(xué)院師生研制出一套鎂空氣電池，成功驅(qū)動一輛代步電瓶車“王家灣一號”。“我們不想只發(fā)表論文，要做些實(shí)際的應(yīng)用才行。”團(tuán)隊帶頭人賀浩說。
組隊 出于愛好和理想集結(jié)在一起
研制這款鎂空氣電池的團(tuán)隊來自長沙理工大學(xué)材料學(xué)院，團(tuán)隊帶頭人賀浩2016年從湖南大學(xué)博士畢業(yè)，目前在長沙理工大學(xué)當(dāng)老師。“我覺得不應(yīng)該只滿足于發(fā)幾篇論文，要做點(diǎn)應(yīng)用才行。”賀浩介紹，因?yàn)樽约呵髮W(xué)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(shè)不完善、充電速度慢等難題，賀浩希望在鎂空氣電池上發(fā)力，設(shè)計一款即插即用的電池。
2016年下半年，賀浩召集一群學(xué)生組建了一個科研團(tuán)隊。他在長沙市王家灣租了套3層的民房，將房子作為“研發(fā)基地”。據(jù)介紹，這支十余人的團(tuán)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(yè)知識和創(chuàng)新力加入到團(tuán)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(yùn)。”
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(fù)極是金屬鎂板，往電池里注入鹽水，空氣負(fù)極產(chǎn)生的氫氧根與金屬鎂板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就能夠產(chǎn)生電流。也就是說，鎂空氣電池不用充電就能產(chǎn)生電流。
但在科研界，鎂空氣電池并不新鮮。上世紀(jì)60年代，這種技術(shù)就已應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，尤其是潛航器、魚雷等武器。那么，這款電池如何應(yīng)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(tuán)隊開始一段“黑乎乎”的日子。團(tuán)隊成員熊銀介紹，他們每天從17公里外的長沙理工大學(xué)來到王家灣的這個“研發(fā)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(shí)在太熱了就在地上澆點(diǎn)水。”賀浩稱，團(tuán)隊中的男生就住在樓上，女生往返于學(xué)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(qū)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(tuán)隊的核心技術(shù)在于空氣電極，這是鎂空氣電池的正極，由催化劑、粘結(jié)劑等材料制成。作為負(fù)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(chǎn)生電流。如果將40個電池串聯(lián)起來，就可以產(chǎn)生足以驅(qū)動電動車的電量。“可產(chǎn)生約18度電，能夠驅(qū)動這輛車行駛超過300公里。”賀浩稱。
下一步，他們將進(jìn)一步完善動力電源，讓鎂空氣電池真正走向生活。
小發(fā)明
殿堂級充電寶為8至10部手機(jī)充電
今年7月，賀浩團(tuán)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(jī)、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(xué)材料學(xué)院黨委副書記唐青、老師賀浩帶領(lǐng)學(xué)生志愿者趕制了一批鎂空氣電池“超級手機(jī)充電站”和應(yīng)急手電筒充電設(shè)備一套（提供220V交流電）。
相比常見的充電寶，賀浩團(tuán)隊趕制的充電寶要“強(qiáng)大”很多。這款充電寶不足2公斤，加入鹽水就可以發(fā)電，同時為8至10部手機(jī)實(shí)現(xiàn)快速充電，一組金屬鎂板能滿足近百部手機(jī)的電力需求。
除設(shè)計充電寶、電池組，在王家灣的研發(fā)基地，賀浩團(tuán)隊還在設(shè)計一款觸水即可發(fā)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(dāng)作臨時用的手電。
“鹽水的作用，是讓電池導(dǎo)電性能更好，實(shí)際上這種電池沾水就能產(chǎn)生電流。”賀浩介紹，這種LED燈在晚上產(chǎn)生的亮度很高，可持續(xù)發(fā)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(shè)備捐獻(xiàn)給紅十字會，供他們在野外急救時使用。
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