中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：8月15日下午，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道、21世紀(jì)創(chuàng)投研究院聯(lián)合西湖教育基金會(huì)、西湖女性科學(xué)家發(fā)展支持計(jì)劃在西湖大學(xué)舉辦“當(dāng)女性科學(xué)家‘YU見’女性投資人”跨界閉門研討會(huì)。
30余位女性科學(xué)家和女性投資人齊聚一堂，共同就為中國基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)研究助力，探索未知領(lǐng)域、創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值、延展資本價(jià)值等話題展開討論。
西湖大學(xué)理學(xué)院有機(jī)功能材料實(shí)驗(yàn)室PI（Principal Investigator）王盼在發(fā)言中分享了女性科學(xué)家常遇到的成長困惑，并介紹了課題組在有機(jī)合成化學(xué)、能源化學(xué)和材料化學(xué)交叉領(lǐng)域展開的工作，以及在水系有機(jī)液流電池儲(chǔ)能領(lǐng)域取得的研究成果。
榜樣力量鼓舞下，堅(jiān)守科研路
“我們主要是以有機(jī)合成化學(xué)為工具來設(shè)計(jì)、合成特定功能的有機(jī)新材料、新化合物，賦予他們不同的應(yīng)用場景?！蓖跖握f。
作為西湖大學(xué)理學(xué)院目前唯一一名女性博導(dǎo)，王盼的成長之路激勵(lì)著越來越多女性走向科研道路，而她本人在堅(jiān)守科研夢的過程中，也深受榜樣力量的鼓舞。
據(jù)了解，王盼在2010年本科畢業(yè)于中南大學(xué)，獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位。2015年，她畢業(yè)于中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所，獲博士學(xué)位。
“其實(shí)讀博士挺難的，在科研過程中，不僅需要扎實(shí)的知識(shí)積累、敏銳的洞察力，更重要的是強(qiáng)大堅(jiān)定的內(nèi)心，面對和克服困難的勇氣。”王盼說。在博士三年級(jí)時(shí)，由于課題進(jìn)展不順，王盼曾產(chǎn)生放棄繼續(xù)科研的想法。博導(dǎo)唐勇院士的鼓勵(lì)，讓王盼最終選擇堅(jiān)持下來。
唐勇向王盼分享了很多身邊的例子，告訴她女性擁有自己事業(yè)的重要性。同時(shí)，有很多女性在化學(xué)領(lǐng)域科研做得非常好。比如現(xiàn)任西湖大學(xué)化學(xué)生物學(xué)講席教授的楊丹，在當(dāng)時(shí)就已經(jīng)是很出色的女性科研人員?！澳菚r(shí)我就把楊丹教授當(dāng)作我的榜樣，一直激勵(lì)我在科研道路上走下去?！蓖跖握f。
博士畢業(yè)后，王盼出國繼續(xù)追逐自己的科研夢。在2016-2019年期間，王盼進(jìn)入麻省理工學(xué)院MIT從事博士后研究，合作導(dǎo)師為美國國家科學(xué)院、美國藝術(shù)與科學(xué)院雙院院士Timothy M. Swager教授。
2019年底，王盼入職西湖大學(xué)理學(xué)院（PI/博導(dǎo)），組建有機(jī)功能材料實(shí)驗(yàn)室。“我在西湖大學(xué)最大的感受就是很自由，我可以全心投入到科學(xué)研究中，做任何感興趣的課題?！彼f。
據(jù)了解，王盼實(shí)驗(yàn)室在有機(jī)合成化學(xué)、能源化學(xué)和材料化學(xué)交叉領(lǐng)域開展工作，致力于設(shè)計(jì)和發(fā)展新型有機(jī)功能材料，探索有機(jī)小分子、高分子材料在光能、電能和化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化。發(fā)展功能性膜材料、新型儲(chǔ)能材料，研究其在能量轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)等學(xué)科前沿交叉領(lǐng)域中的應(yīng)用。
帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在水系液流電池儲(chǔ)能領(lǐng)域取得優(yōu)秀成果
隨后，王盼介紹了實(shí)驗(yàn)室開展研究工作的具體情況和相關(guān)成果。她表示，目前相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，如果想在2050年之前讓全球陸地與海洋平均溫度上升小于1.5℃，則必須進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，使化石能源的使用占比低于10%，清潔能源發(fā)電量達(dá)到90%以上。
風(fēng)能、太陽能、潮汐能、地?zé)岬榷紝儆谇鍧嵞茉?，但其利用效率非常低。王盼解釋稱，這背后最重要的原因在于清潔能源本身的間歇性和不連續(xù)性，沒有很好的辦法在太陽能、風(fēng)能豐富的時(shí)候儲(chǔ)存，在用電高峰的時(shí)候?qū)⑦@部分能量釋放。因此帶來了很大的浪費(fèi)，導(dǎo)致棄風(fēng)與棄光現(xiàn)象非常普遍。由此，找到高效、安全的中間儲(chǔ)能方式變得尤為重要。
水系液流電池使用水作為介質(zhì)，對地理環(huán)境要求低，是一種非常安全、環(huán)境友好、高效的電化學(xué)儲(chǔ)能手段。在液流電池中，正負(fù)極電解液分別儲(chǔ)存在外部儲(chǔ)液罐中，通過循環(huán)泵傳送到電堆，活性物質(zhì)在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存與釋放?；钚晕镔|(zhì)由電池中的離子交換膜隔離開，以阻止正負(fù)極材料的交叉污染。
目前，王盼實(shí)驗(yàn)室主要做兩方面探索。一是開發(fā)具有氧化還原活性的儲(chǔ)能物質(zhì)。團(tuán)隊(duì)希望用有機(jī)材料作為儲(chǔ)能活性物質(zhì)，即充放電的材料。團(tuán)隊(duì)需要做出水溶性的有機(jī)化合物，同時(shí)使其溶解度、能量密度與現(xiàn)主流的釩電池媲美，甚至做到更高，才可能在礦產(chǎn)資源受到限制的時(shí)候成為替代品之一。
第二，該技術(shù)的另一瓶頸及核心部件來自于陰陽離子交換膜，離子交換膜與儲(chǔ)能活性物質(zhì)的總成本約占整體成本的80%。團(tuán)隊(duì)希望從分子水平，設(shè)計(jì)合成一些新結(jié)構(gòu)的有機(jī)單體，開發(fā)不同結(jié)構(gòu)的聚合物材料，來合成具有低滲透率、高電導(dǎo)率的離子交換膜材料。
王盼介紹稱，過去三年多時(shí)間里，實(shí)驗(yàn)室在有機(jī)正、負(fù)極材料方面做了很多工作。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)合成的聚合物的離子交換膜，目前性能優(yōu)于商業(yè)化的DSV，有著較好的發(fā)展前景。
總結(jié)來說，目前王盼團(tuán)隊(duì)在水系液流電池儲(chǔ)能領(lǐng)域已經(jīng)取得一定的優(yōu)秀成果。以有機(jī)合成化學(xué)為手段、材料功能為導(dǎo)向進(jìn)行分子設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)合成，發(fā)展了一系列吩嗪類水溶性有機(jī)儲(chǔ)能材料應(yīng)用于電化學(xué)儲(chǔ)能。該類液流電池體系表現(xiàn)出長壽命、低容量衰減、安全環(huán)保等特性，在水系電化學(xué)液流儲(chǔ)能系統(tǒng)中具有強(qiáng)大應(yīng)用價(jià)值，為解決當(dāng)前能源與環(huán)境問題提供基礎(chǔ)。
目前團(tuán)隊(duì)的一個(gè)重要研究方向是利用電化學(xué)儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)清潔能源的高效利用，借助有機(jī)化合物獨(dú)特的化學(xué)反應(yīng)過程，利用水溶液中pH的變化和新能源提供的能量實(shí)現(xiàn)二氧化碳的高效捕獲，得到純二氧化碳。然后再將純二氧化碳進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，形成高附加值的甲烷、甲醇、乙烯等。
對于未來的愿景，王盼表示，打造二氧化碳循環(huán)利用的閉環(huán)是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要議題，而這方面還有很長的路要走。
