“喝海水放電”的新型海水電池

劉鑫宇

大海，是世界上最大的水庫，更是萬物的孕育地。中國南海，不僅是海洋生物棲息的家園，更蘊藏著深層次的神秘，為我們提供了多樣的資源。其中最引人矚目的莫過于那無盡的海水。

海水，仿佛是一個巨大的寶庫，蘊含著豐富的礦藏、天然氣和寶貴的鹽分。然而，海水并非只是地球上蔚藍色的一抹底色，它還具有著不可思議的多樣性和潛力。當人們駐足海濱，靜靜聆聽那波濤的呢喃聲，或許能探尋出更多未知的奧秘。

而來自海南大學的“海勢電樓”團隊，就從這無盡的海水中找到靈感的火花，將它與電池結(jié)合，研究出一款新型的海水電池。

“喝海水放電”

目前，市面上大家更為熟知的是鋰電池，無論是便攜式電器如手提電腦、攝像機、移動通訊設(shè)備，還是水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，以及軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域，鋰離子電池以其特有的性能優(yōu)勢得到普遍應(yīng)用。

但鋰電池生產(chǎn)要求條件高，成本高，且后續(xù)使用時需要定期充電，其對保存環(huán)境的溫度與濕度也有一定的要求。因此，對于海上應(yīng)急設(shè)備來說，尋找一款可長期保存、放電量持久的電池是很重要的。

“海勢電樓”團隊研究的新型海水電池以海水為電解質(zhì)，利用海水中的溶解氧在陰極表面發(fā)生氧還原反應(yīng)，陽極合金材料發(fā)生氧化反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能。

針對現(xiàn)有海水電池陰極電催化活性低的問題，“海勢電樓”團隊創(chuàng)新性地開發(fā)了具有高氧還原電催化活性和穩(wěn)定性的鐵系體系電極材料，實現(xiàn)材料和膜電極的規(guī)模化制備。同時，為解決電堆結(jié)構(gòu)不合理的問題，團隊設(shè)計開發(fā)新型的海水電池結(jié)構(gòu)，有效避免短路現(xiàn)象，提升供電效率。新型海水電池開發(fā)出來后，團隊在南海開展了整體觀測系統(tǒng)的實海測試。

在談及團隊設(shè)計的新型海水電池的優(yōu)勢時，“海勢電樓”團隊指導(dǎo)老師之一鄭學榮老師提到，該海水電堆結(jié)構(gòu)成本低、易量產(chǎn)。正極材料資源豐富、價格低；制備方案流程簡單，可以實現(xiàn)規(guī)模制備。“有時候很多救生設(shè)備很久才會被使用一次，但普通鋰電池不僅需要定期充電，可能受各種因素影響還會報廢，而我們這款海水電池擱置壽命長達8年，最長使用壽命可達5000h。特別的是，本電池運行溫度低，紅外信號極弱，可有效避免雷達信號探測，不易被紅外信號探測到的特性，適用于一些特殊環(huán)境。它可以通過更改電解液的方式，實現(xiàn)極端惡劣條件下的無完美供電”。

鄭學榮老師還表示，“海勢電樓”團隊研發(fā)的新型海水電池在工作中可以實現(xiàn)零碳排放，不產(chǎn)生任何有害氣體，也不產(chǎn)生噪音。多功能優(yōu)勢的特性讓該電池可以完美適用野外救援、戶外露營、單兵作戰(zhàn)等各種場景。除了軍用的小型魚雷，海底探測等，其在民用的海島燈塔和聲吶探索等領(lǐng)域亦可發(fā)揮作用。

“做好最基礎(chǔ)的那部分”

在參加挑戰(zhàn)杯之前，“海勢電樓”團隊已經(jīng)參加過相關(guān)領(lǐng)域的很多大中小型比賽，并取得了不錯的成績。如海南省海洋文化節(jié)科技賽道省級三等獎，大學生節(jié)能減排大賽全國三等獎，第五屆可再生能源大賽全國二等獎，中關(guān)村創(chuàng)客大賽全省二等獎，以及工信部兩項國家級二等獎、三等獎等。大大小小的榮譽為這個團隊帶來了信心，也帶來了更大的進步空間。

在采訪團隊負責人郭月時，她談起參加的某次國際性賽事。“我發(fā)現(xiàn)很多國外團隊在做路演時他們都會先介紹自己的團隊，然后整個路演也不會有固定的稿子，是很自然的。這個讓我感觸挺深的，給大家介紹項目不應(yīng)該是照本宣科，要結(jié)合現(xiàn)場更好地發(fā)揮。”

郭月已經(jīng)參加了很多場比賽的路演，也看過很多優(yōu)秀團隊的項目，但這次去參加挑戰(zhàn)杯給她留下了深刻的印象：“我們看到了很多優(yōu)秀的項目，例如反導(dǎo)彈系統(tǒng)、水下垃圾機器人和癌細胞檢測等高端領(lǐng)域，這些項目技術(shù)含量較高。”談到自己的項目，郭月用了“接地氣”這個詞。“我們團隊做的是電池，可能在技術(shù)方面較為基礎(chǔ)和簡單，但是它最終應(yīng)用的領(lǐng)域是人人能接觸到的，這使得我們的應(yīng)用范圍更加接地氣。”

這是一個很年輕的團隊。團隊由五名學生組成，分別是大二和大三的學生。因為日常課程很多，大家課后又要立即進實驗室做項目實驗，團隊之間的交流更多是線上，或者是等實驗結(jié)果的間隙。

郭月聊起有時候大家在等離心機結(jié)果的時候，就會很自然地和隊友們聊天：“我們都是年輕人，交流方式就很自然，跟普通朋友一樣。”由于選課不同或其他原因，大家和原來的同學見面聊天時間可能不多，但和實驗室的這群伙伴，短短的半年之內(nèi)，大家在一次次比賽中建立起來了“革命友誼”。

郭月是一個很好的“領(lǐng)導(dǎo)者”。外向、有執(zhí)行力等性格特點讓她在一開始就把團隊帶得很好。在和大家相處過程中，她也成長了許多。對郭月來說“最難的”大概就是收材料時候了。實驗數(shù)據(jù)更新、申報材料填寫等等，往往DDL截稿時間已經(jīng)到了，大家交給郭月的時間可能還要再拖上一拖。“但是我的確增加了很多耐心，我也在逐漸調(diào)整自己，和大家積極溝通，避免出現(xiàn)矛盾。”

良好的團隊氛圍是基礎(chǔ)，指導(dǎo)老師的帶隊也很重要。“海勢電樓”團隊的指導(dǎo)老師共三位，分別是鄭學榮老師、鄧意達老師和王楊老師。三位老師日常科研與教學任務(wù)也都很重，能一起開項目小組會的時間并不多。但盡管如此，老師們也會一周收集一次大家在實驗中出現(xiàn)的問題，為大家進行集中解答，更好地推動下一階段實驗進行。

“海勢電樓”團隊堅實做好每一步。這次挑戰(zhàn)杯獲獎對于郭月團隊來說意義重大，作為一個新興團隊，大家通過這次比賽明白了也許項目地應(yīng)用領(lǐng)域不夠廣泛，技術(shù)可能也不夠復(fù)雜，但只要大家齊心協(xié)力把最基礎(chǔ)的部分做好，也能取得不錯的成就。

“持續(xù)深耕海水電池領(lǐng)域”

相對于其他比賽，挑戰(zhàn)杯更加具有普及性，它不一定要求團隊有超高的專業(yè)背景。盡管評委老師是十分專業(yè)的，但路演的展示關(guān)鍵在于如何讓更多人理解這個項目是做什么的。

在這一方面，“海勢電樓”團隊認真揣摩比賽要求，針對路演時長和PPT頁數(shù)來決定重點和側(cè)重點。之后，進行小組會議和聽眾測試以確保講解得清晰易懂。與技術(shù)細節(jié)相比，“海勢電樓”團隊會重點讓外行人了解項目的經(jīng)濟效益。“就像我們看一些手機的發(fā)布會，大部分人不會在意手機內(nèi)部如何構(gòu)造，那些小零件又是如何制造出來的。大家只想知道這個手機有哪些功能。”郭月解釋道。

“海勢電樓”團隊研發(fā)的海水電池目前是主攻海上應(yīng)急救援領(lǐng)域，不僅是產(chǎn)品對海水作為電解質(zhì)的需要，更因為團隊希望能夠立足海南，為海南自貿(mào)港的發(fā)展以及為中國南海的相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展做出貢獻。

鄭老師也提到目前團隊也和一些軍工類項目有合作，這也是未來的發(fā)展方向之一，具體研究會根據(jù)對方提出的要求不斷對產(chǎn)品修改和完善。

“產(chǎn)品落地是我們下一步要做的事，也就是前面提到的創(chuàng)業(yè)問題。我們可能前一階段更關(guān)注的是創(chuàng)新這一部分，后面因為我們要逐步實現(xiàn)產(chǎn)品落地，那就可能要考慮成立公司或者與其他公司合作等。”鄭老師對團隊未來的發(fā)展進行了分析。

相對應(yīng)地，為了配套發(fā)展，團隊在創(chuàng)業(yè)上的素養(yǎng)也需要提升。郭月認為自己的性格更適合去“拉投資”，這不僅是性格使然，更多地是在多次團隊合作和路演中自己得到的鍛煉。

可能團隊組建時間與別的項目相比不長，每位隊員未來的學業(yè)和工作發(fā)展也無法完全確定，但每個人或多或少都學到了很多在課堂上無法習得的專業(yè)或非專業(yè)知識，這是團隊和項目帶來的，也是挑戰(zhàn)杯比賽希望參賽者得到的。

對話：

現(xiàn)代青年：對于參加這次比賽大家有什么感悟呢？

郭月：在參加挑戰(zhàn)杯的過程中，有幸得到老師盡心盡責的指導(dǎo)與幫助，更有幸于同全面提升的“自己”相逢。挑戰(zhàn)杯對于我的意義遠超贏得比賽本身的意義：在參賽的實踐中提升了自我，在合作的過程中了解了團隊的重要性。

高天琪：通過籌備半載的“挑戰(zhàn)杯”之旅，我的視野更加開闊，同樣也堅定了自己投身科研、借青春之筆墨為祖國的科技藍圖描繪未來的愿景。

陳忠磊：第一次去線下參與全國比賽，心里是新奇又忐忑，不知道我們還能走多遠。然而當真正觀看到其他團隊很出色的路演，反而覺得很有力量和激情，那一刻我知道海南大學和我們團隊都需要更加努力更加拼搏，才能有朝一日走在全國乃至世界前列。

李國陽：在母親作為脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興干部的熏陶下，我自幼便立志樹立起為人民服務(wù)，不怕苦不怕累的精神。于是在大學期間進入實驗室，與團隊成員一起進行學習與實驗，跟隨團隊參加比賽與活動，去了解人民的需求和世界科技的進步。在這個過程中不斷優(yōu)化我們的項目，為的是實現(xiàn)我們團隊的價值：讓每一個使用我們產(chǎn)品的人都感受到便利感受到溫暖，感受到安全；看見他們臉上的笑容就是我們工作中最快樂的事情。

陳蕾：此次比賽，我們做好了萬全的準備，對自己的項目信心滿滿。一是計劃無比詳細，二是應(yīng)用場景更多樣。期待下一次比賽，期待更完整、完美的項目和更優(yōu)秀的對手！