Page 80 - 优秀学员达人录

上海市青少年科学创新实践工作站

达人 顾思忆
中国科学院上海硅酸盐研究所材料科学与工程实践工作站
上海市青浦高级中学
科创格言：应当热爱科学，因为人类没有什么
力量是比科学更强大、更所向无敌的了

锌离子也能做电池？让我来探究一番 完成科学探究，好奇心是必备条件
锌离子也能做电池？让我来探究一番
完成科学探究，好奇心是必备条件
众所周知，能源和环境是当今人类生存与社会发展必须应对的两 很荣幸能够参加此次工作站的科创活动，我畅快淋漓地体验了一
个重大问题 , 随着化石能源枯竭及环境恶化带来的问题，人类寻找 次科学研究，开拓了视野，也培养了科学素养。
无污染的清洁能源的愿望日益迫切，发展太阳能、风能和水能等可 在实验中，我对“细节决定成败”有了深刻体悟。一次次失败中，
再生能源已经成为全球性趋势，而电化学储能设备因其安全、便携、 我积累了经验，逐渐完善了操作，完成了实验。严谨精确，是科学
能量密度高的优点，进入了人们的视野。 实验的必备条件之一。通过这次活动，我培养了耐心，将注重细节
电池作为一种高效电化学能源储存装置已被广泛应用于电动汽 不骄不躁牢记于心。
车和手机移动通讯等领域 , 但是一次电池造成资源浪费 , 传统铅酸 同时，在我看来，完成科学探究，好奇心也是必备条件。在好奇
蓄电池又易导致区域性铅污染严重。资源的短缺和环保的迫切需求 心的推动下，我才有对水系锌电池正极材料选择这一问题不断挖掘
促使人们大力发展绿色环保的高比能量新型电池体系，因此，二次 下去的动力。没有兴趣的支撑，一切科创都是空口白话。
电池成为当前的研究热点。在二次电池中 , 锂离子电池已经是大家 这次活动对我的学习也大有帮助，在科创中收获的成就感转化成
所耳熟能详的了，但水系锌电池却是我从未了解过的。锌离子也能 了学习的动力。每每遇到困难，我总是想到这次实验，在“别放弃，
做电池？我立刻对它产生了兴趣。在上海硅酸盐研究所的学习中， 再尝试一次”的信念下，问题迎刃而解。
我们首先进行了理论知识的讲解。 如果以后还有机会，我还想对水系锌电池进行进一步研究，发展
在对理论知识的学习中，我构建了一个逐渐完善的知识体系， 其优势，减少其劣势，在这之中仍然有很大发展前景。科学是永无
随着对水系锌电池的了解加深，我对它的制作过程越来越感兴趣。 止境的，而我的科创精神也是永无止境的。此次活动从很大程度上
随后我们来到实验室，进行实际操作。但在操作中，我们遇到了难 坚定了我从事科研工作的决心，引领我打开新世界的大门。
点——正极材料的选择。目前因锌离子半径较大、带两个单位正电 最后，我想对想参加科创的同学说，科创看似与我们的生活很遥
荷对水系锌电池正极材料的限制，其研究主要集中在正极材料的开 远，但其实它就在我们身边。只要细心观察事事留意，我们就能发
发与负极的保护上。研究的正极材料主要集中在二氧化锰、五氧化 现身边的科创。当科创出现在了我们眼前，千万不要不敢迈出第一
二钒等材料作为正极。但这些正极材料的容量和电位仍有待提高， 步，错失一个个进行科创的良机。此外，科创也需要严谨认真的科
限制了水系锌电池的发展。经过一番分析与讨论，我们选用了六方 学素养。我们要大胆创新，小心求证，不放过每一个细节，将每一
钨青铜相 FeF3•0.33H2O 和烧绿石相 FeF3•0.5H2O 作为正极 步都当作至关重要的一步。
材料。因为它们凭借自身开框架结构中宽阔的离子通道，便于半径 当科创来临，把握住它，接受它的挑战吧。
较大的锌离子的嵌入与脱出。
在制备过程中，我发现科学实验对操作的精细度是很严格的，任
何一点小小的疏忽都可能造成结果的偏差。我在将正极材料均匀涂
抹到铝箔这一步屡次失败，却不得不严格依照标准重复操作一次又
一次，最终在老师的指导与协助下，我完成了这一步骤。最后，我
进行了电池的组装与性能的测试，通过比较与分析得出了实验结论
并对水系锌电池的进一步发展进行了展望。

逻辑能力强 具有探索精神
逻辑能力强 具有探索精神
顾思忆同学具有优秀的求知探索精神，在研究课题时有很强的逻辑能力，在各项培训活动中积极参与，并且能提出一些自己的疑惑与见
解，对新能源电池的研究具有浓厚的兴趣。在本小课题中，针对市场上常见的有机物电解液易燃易爆炸的性质，提出利用水直接作为溶剂，
在保证高的离子电导率的同时还兼具安全的特点。她通过对文献的查阅调研，发现一般的 FeF3 离子电导率低，不利于离子的扩散从而影
响电池的循环性能，在和辅导老师讨论之后，在合成以及制备的过程中两次加入活性炭，碳材料的导电性质来改善性能，并且取得了不错
的结果。最终，顾思忆同学对实验的结果以及内容进行整理，认真系统地完成了答辩 PPT，在最终的结题报告中以出色地表达能力完成了
汇报。
——指导老师：中国科学院上海硅酸盐研究所助理研究员 胡九林

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