学术活动
11月9日下午,《名师导学》系列讲座开元体育 国生报告厅如期举行。本次讲座邀请到了南京大学现代工程与应用科学学院能源系主任何平教授,讲座题目为《开启文明与进化之门的能源科技》。何教授先后入选教育部“长江学者奖励计划”青年学者,、国家“优青”,”、江苏省“杰青”、“优青”,、江苏省“六大人才高峰”高层次人才等,担任中国固态离子学会理事,以及《Energy & Fuels》、《电化学》和《eScience》等期刊编委和青年编委。
何教授首先介绍了能源对人类文明的意义。他引入了卡尔达肖夫指数来定义文明的等级:一级文明能够使用所有母星能源,二级文明能使用本行星系的所有能源,三级文明能使用本恒星系所有能源。而目前的人类文明仅相当于零级文明,具体指数为0.72。何教授详细讲解了习总书记提出的双碳目标,即“力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”,以期将全球气温上升控制在2摄氏度内。他介绍,若气温上升高于2摄氏度,将会导致冰川融化,、海平面上升,、居住地缩减,、珊瑚礁消失,、大量植被动物灭绝,、谷物减产,、粮食危机等严重后果。这都要求我们不断去探索新的能源使用方式。
随后,何教授分析了新能源与储能技术,强调新能源的产供储销已成为重要任务。当前新能源主要包括风能、地热能、海洋能等,最理想的新能源储能方式是将这些能源转为机械能并存储。但由于该方式的环境要求较高,目前的常用手段是将新能源转为电能后存储。由此,何教授梳理了电池的发展历史:从最早的帕提亚时代的巴格达电池,到丹尼尔锌铜电池,再到目前仍在电动自行车和新能源汽车领域占据核心地位的铅酸电池,以及镍氢电池和锂电池。巴格达电池被认为是出现在两河文明的人造工艺品,;丹尼尔电池开始拥有实用价值,铅酸电池以绝对安全可靠而具有不可替代性,;镍氢电池功率性能好,却因略逊于锂电池而逐步被取代,;锂电池则作为新兴电池飞速发展。随着锂电池的概念被提出,锂离子在正极上不均匀沉积而导致的电源短路问题使学界一度焦虑。古迪纳夫教授等科学家对锂正极的替换提出了三种思路——锰酸锂,钴酸锂,磷酸铁锂。不久后,锂电池的负极也拥有了替代方案——特殊晶体结构的新碳纤维。
最后,何教授对他所在的现工院能源系的主要研究方向,包括太阳能的光、热利用,高能动力电池,关键能源和材料回收开发,能源传感和固态器件等一一做了介绍,并热情的欢迎我们进入能源系开展科研训练和继续深造。
何平教授的讲座深入浅出,清晰阐述了能源领域的重要性,铺展开能源电池发展的恢弘历史,也展示了能源的未来发展蓝图。或许,人类文明将在我们的推动下,在卡尔达肖夫指数意义上,从零级上升为一级乃至更高。
(文:陆一阳/图:李昀婷)