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【上观新闻】分分钟测电池寿命,秒级监测污液废液,国家级工业展会项目少不了生态“体检”

来源:上观新闻   时间:2024-09-25  浏览:

仅需几微升的细胞悬液和水凝胶,就可以在芯片上促使内皮细胞像植物抽芽一样生出血管新芽……

“这块锂电池寿命怎样,管用多长时间?”在工博会,锂电全生命周期无损检测两三分钟就可以测出一节电池状态;“工业过程中复杂的高浓度溶液,含有什么污染物?”在工博会,实时监测仪快速直测,在国内外唯一做到秒级完成。

段宁院士讲解实时监测仪。

9月24日,作为国家级工业展会,以“工业聚能 新质领航”为主题的第24届中国国际工业博览会在国家会展中心(上海)开幕。解放日报·上观新闻记者走进展会常设的高校展区,在包括55所沪外及海外高校在内的75所高校展项中,不论针对能源的节能还是针对环境的减排,为绿色工业做生态“体检”的重点项目真不少,而且多有“第一性”“唯一性”。

博士们在电池检测中探讨软件控制系统优化方案。

【仪器:国内外唯一秒级完成】

为工业保驾护航的“体检”有时看得见、摸得着,比如上海交通大学驱动零碳电力系统高效运行的“自趋优虚拟电厂”,又如上海电力大学面向发电领域的智能机器人巡检系统,再如上海海事大学的自动化码头无人机智慧巡检系统。但有时,当污液废液等被检测对象“看不透”“摸不得”时,人们更需借助一双不是肉眼凡胎的“慧眼”。

配制企业实际工况高浓度复杂液体进行监测。

此次同济大学参展的19项科技创新成果中,就有环境科学与工程学院段宁院士团队研发的实时监测仪,能够快速直测复杂高浓度溶液,全程监测其中污染物形成和变化过程,为有色冶金及化工染料等行业从源头上削减五到八成的污染物产生。段宁表示,这有望改变当前物联网、机器人、人工智能等技术无法干预微观化学过程的局面。

工程师安装仪器分流配送模块。

团队在光谱学基础理论、元器件组件及数字化技术进行原始创新,实现了污染防治高端仪器从0到1的突破,成为目前国内外唯一能秒级完成化学物种原价态、原形态、原相态高浓度测定的仪器,被专家鉴定为整体技术国际领先。有了它,工业液体组分浓度的测定时间由2到4小时缩短至6到8秒,相对误差小于10%。在此基础上,团队又开发了微观化学过程深度数字化技术,综合分析微观化学信息,实时优化调控关键工艺参数,从源头提高资源转化率、协同降低污染物的产生量。

段宁院士指导团队科研工作。

据悉,该成果在全球铜锌锰湿法冶炼产能排名前四的国家均获得了知识产权,包括授权国际专利2项、国内发明专利4项及软件著作权6项,每年为企业新增销售额12亿元,新增净利润3.8亿元。

【电池:用电1%便知实际容量】

新能源方面,眼下锂离子电池几乎已经到达极限,全球主流车企和动力电池巨头企业都在加速研发使用固体电极和固体电解质的固态电池,以期继承锂离子电池的江湖地位。

科研人员正在对一块固态锂硫电池进行性能检测。

如果想知道锂电寿命有多长、能健康服役多久,锂电池全生命周期无损检测的关键技术能帮上大忙。随着高端锂电池在新能源汽车、储能电站、机器人、低空飞行器等应用领域的快速发展,其寿命和安全问题越来越成为锂电应用时重点关注的问题。同济汽车学院戴海峰教授团队与自主创业多年的师弟、上海炙云科技CEO袁永军一拍即合:“电池就像是一个黑盒,我们很难看到电池里面的状态,它具有类似于人的生命状态,而我们做的工作就是给锂电池体检。”

锂电池检测原理示意图。

他们开发EIS检测系统,覆盖了纽扣电池、单体电池、电池模组、电池包等不同层级、不同容量的产品检测,也覆盖了电池生产、售后、梯次回收的全生命周期场景。以容量快速分选评估系统为例,传统方式进行电池筛选,需要对电池完成充放电才能知道实际容量。一节电池至少要花4个小时,同时耗电量很大;而快速EIS技术,只需2到3分钟就可以完成一节电池检测,同时省下99%电费。这项成果获得多家头部电池企业、电池梯次回收公司订单,如宁德时代、国轩高科、华友新能源等。

EIS检测设备在电池回收梯次利用公司应用。(资料照片)

作者:徐瑞哲 摄影:顾超、刘晓晶

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