《浦东时报》利用尿不湿大幅提高锂电池容量上海电力大学两团队获“挑战杯”大赛特等奖

本报讯(首席记者符佳)5月10日,第十七届“挑战杯”上海市大学生课外学术科技作品竞赛决赛在上海电力大学收官。来自东道主上海电力大学的两个团队的“脑洞大开”创新项目拿下特等奖,有望代表上海参与国赛角逐。

“5 条废弃的尿不湿就可以形成一个1000毫安时的充电宝容量,尿不湿是理想的发电材料。”这样的奇思妙想,由上海电力大学应用化学专业大二女生张海燕娓娓道来,令人眼前一亮。从大一开始,她就跟随闵宇霖和李和兴教授指导的团队,和另外3名本科生一同参与了《基于废弃尿不湿的新型高能量密度锂硫电池》项目。经过两年的实验,以废弃尿不湿为原料制备的锂硫电池,可以使无人机的续航时间增加30-35%,飞行距离增加25-30%。这一已申请国家发明专利的成果,拿下了本次“挑战杯”大赛特等奖。

可以做锂电池正极的材料很多,为什么偏偏想到了尿不湿呢?张海燕笑言,团队为了有效解决循环性能和倍率性能差的问题,从生活中寻找了很多可以“废物利用”的材料,甚至还试过鸡蛋壳。有教师偶然间提到家里宝宝每天要用好多条尿不湿,团队脑洞大开,决定试一试。

他们和妇幼保健院合作,收集了不少尿不湿,经过实验有了惊喜发现:尿不湿的内层充满着吸水颗粒,拥有理想的正极材料结构,而宝宝的尿液富含氮元素以及无机盐,可以抑制锂电池内多硫化物的穿梭效应。最终,他们利用尿不湿当作正极宿主材料,将其高温烧结碳化,再将其与廉价易得的硫复合,制成锂硫电池的正极。

通常,锂电池的正极材料成本约占电池总成本的40%,而这样“废物利用”后,成本占比一下子降至5%。经试验测算,在电池体积相同情况下,团队制作的扣式锂硫电池容量远远高于目前市场上广泛运用的钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等类型锂电池的容量。

上海电力大学的另一项特等奖项目《电缆管线精确定位装置及可视化管理系统》,同样由两位教授带领8 名本科生完成。电气工程专业大四学生戴涵竹介绍,这一项目是利用电缆小车惯性定位装置确定管线精确位置并拍摄管线内部图像,将图像以及定位传入计算机,利用智能算法识别管线故障情况,解决目前管道轨迹精度不够,无法准确进行电缆故障排查等问题。他们设计的智能小车,经遥控可钻入20 厘米宽的电缆中,可提高探测效率50%以上,如用于新管验收阶段的管线排查,可以节省大量的人力物力。

“这届大学生竞赛作品在创新方面令人印象深刻。”评委代表、上海社会科学院世界中国学研究所所长、国际都市创新研究中心主任沈桂龙认为,从获奖作品来看,大学生扎根现实生活,敢于突破思想和技术的牢笼,为创新作出了不断努力,值得肯定。

据悉,这一赛事由团市委、上海市教委、上海市科委等联合主办,今年3 月启动以来,吸引全市近5 万名大学生申报万余件参赛作品。经校级初赛评审,46 所高校的492 件作品晋级市级复赛,最终有37 校172 件作品参与市级决赛。今年大赛还特别策划了全新的专项赛“挑战浦东”上海大学生科技创新挑战赛。


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