化學博士生獲得能源部研究獎以建造更安全更好的電池

人們每天都使用鋰離子電池為玩具、智能手機、電動汽車等設備供電，但用于設計這些電池的有機液體材料在某些條件下極易燃燒。

一名致力于用更安全的替代品替代這些材料的佛羅里達州立大學博士生將有機會在能源部頒發(fā)的科學研究生研究辦公室 (SCGSR) 獎的支持下進一步開展這項工作。

Michael Deck 自 2018 年以來一直致力于開發(fā)用于鋰離子電池的高導電固態(tài)材料，這些材料在電動汽車、全球衛(wèi)星和可靠的儲能方面具有潛力。獲得 SCGSR 獎后，他將于明年春天前往華盛頓州里奇蘭，在能源部的太平洋西北國家實驗室 (PNNL) 工作五個月。

“對于電動技術的未來，我預計我的工作將使消費者能夠駕駛更遠的距離并以更好的速度駕駛電動汽車，”戴克說。“我還認為鋰離子電池將會出現新的應用浪潮，例如柔性電池，甚至是為植入式醫(yī)療設備供電的生物兼容電池。”

在 PNNL，Deck 將嘗試使用固體無機材料而不是構成當前鋰離子電池行業(yè)標準的易燃液體材料來制造一種新型電池。

然后，他將使用一種稱為動態(tài)核極化-核磁共振 (DNP-NMR) 光譜的技術來提高電池的信號強度，研究無機電池材料之間的界面以及評估電池的可靠性。這將幫助他促進全固態(tài)電池的可行性和商業(yè)化。

“我的研究基礎是，我致力于為全固態(tài)電池創(chuàng)造具有增強的鋰離子傳輸能力的新材料，”Deck 說。“我這樣做是為了改進我們放入這些電池中的材料，使它們使用壽命更長，運行更安全。”

FSU 化學教授、固體核磁共振專家胡彥彥擔任 Deck 的研究顧問已有四年時間，并在總部位于 FSU 的國家強磁場實驗室與他一起工作。胡課題組專注于能量儲存和轉換功能材料的設計、合成和表征。

“Michael Deck 是一位聰明的年輕學者，他深入了解儲能技術的重要性及其相關挑戰(zhàn)，”胡說。“他還是固態(tài)核磁共振 (NMR) 方面的專家，這是解決鋰離子電池關鍵問題的獨特而強大的工具。邁克爾的知識和專長使他脫穎而出。”

通過在高中與才華橫溢的化學和物理老師交流，Deck 建立了他童年對科學的興趣。在紐約賓厄姆頓大學本科學習期間，他與因開發(fā)鋰離子電池而獲得 2019 年諾貝爾化學獎的斯坦利·惠廷厄姆 (Stanley Whittingham) 一起工作。

Deck 計劃從事航空航天儲能應用方面的職業(yè)，例如衛(wèi)星、行星漫游車和電動飛機。能源部的獎項將使他有機會與從事類似工作的科學家和學生建立聯系并進行合作。

“這將是一次很好的經歷，可以擴展我對化學研究領域的知識，并結識了不起的研究人員，”他說。

回到 FSU 后，Deck 計劃完成他與 Hu 研究小組的剩余實驗并撰寫他的論文。

“我堅信邁克爾將成為能源研究領域的一顆璀璨的明星和領軍人物，”胡說。“他非常關心開發(fā)具有高社會影響力的關鍵技術。Michael 的領導才能體現在他對科學研究和科學傳播的堅定承諾、敏銳的社會責任感以及讓政府關注社會重要科學問題的舉措。”