绿色科技的未来比以往任何时候都更近. 近到你可以在雪城大学亲眼看到它.
在… 工程与计算机科学学院 (ECS), 乔奎因教授(上图, (左/右)正在引领电池动力和储能技术的新时代. 他和他的学生们设计固态电池清洁器, 比传统锂离子电池更安全、更实惠的替代品.
“固态电池是能源研究的圣杯，”乔教授说 机械与航空航天工程 (美)部门. “与传统电池相比, 它们有更大的存储容量，留下更小的碳足迹.”
公众对可持续发展和低温室气体排放的兴趣空前高涨. 乔正在利用这一趋势，通过他的参与 固态电力存储中心 (cceps)和 纽约州北部能源存储引擎-校际研究中心，由 国家科学基金会. “我们的工作关系到消费者、投资者和政府的切身利益.”
乔和他的学生 立足于一线机械设备. 他在林克大厅新装修的实验室反映了对体验式学习和新技术的广泛承诺. 该空间也是ECS雄心勃勃的增长愿望的物理表达. “这是一个丰富的研究生态系统，都在一个屋檐下，”他说.
奎因·乔(Quinn Qiao)教授通过一段时间内反复充电和放电来衡量硬币电池的性能，这个过程被称为循环.
合成机会
要欣赏乔的研究，就要理解电池是如何工作的. 电池包含一个或多个将化学能转化为电能的电池, 这位前南达科他州教授解释道, 谁在2020年加入了雪城大学. “这是通过反应发生的，充满能量的电子在不同的材料之间移动.”
“林克大厅就像是一站式的研究和设计购物中心,Muhammad Bilal Faheem Sattar说, Ph值.D. 机械或航空航天工程专业候选人. 他和Vanshika，一个博士.D. 化学专业候选人，正在研究原子力显微镜图像.
在许多形状、大小和格式的电池中，锂离子电池是最常见的. 它们的充电时间短，循环寿命长，使其成为电池电动汽车(ev)和消费电器的代名词. 但是液体电解质电池对环境有害，并且有潜在的火灾隐患.
固态电池, 谁的电池使用固体电解质在电极导体之间传输锂离子. 尽管体型很小, 固态电池可以储存比可充电电池多10倍的能量.
Muhammad Bilal Faheem Sattar博士.D. 研究电池的化学成分. “我想让电池在环境上可持续发展,他说, 注意到他对公寓的兴趣, 柔性袋式电池.”“在锡拉丘兹, 我可以使用设备制造和表征的仪器以及评估相应设备的工具.”
这些设备包括手套箱, 使萨塔尔能够以一种纯净的方式设计物质, inert atmosphere; spectrometers for observing how materials interact with electromagnetic waves; multiple battery testing stations; and several electron microscopes.
萨塔尔喜欢一切都在他的指尖. “林克大厅就像是一站式的研究和设计购物中心，”他说.
获得高科技，实践经验
乔教授的研究团队包括(左起顺时针方向)博士.D. 候选人阿米里扎·塔拉夫达尔, Sattar, 将尝试张, 李汉生和Madan Bahadur Saud以及乔教授和王业清.
李汉生(18)，博士.D. 她是澳门线上赌场实验室改造战略的另一个受益者. 他目前正在设计镁基阴极材料. (A 阴极 是否有一个电极位于电池的正侧，在放电过程中获得电子，在充电过程中释放电子. An 阳极而在细胞的负侧，则起到相反的作用.李说:“我们正在将能量合成速度提高近90%。.
他的研究中不可或缺的是一个高科技微波反应堆系统——所有电池研究实验室的主要设备. 这样的反应堆看起来就像未来的微波炉, 利用电磁波来加热材料, 但是在微米尺度上.
李还利用了雪城大学的超高分辨率扫描电子显微镜(“非常适合观察合成材料的结构和形态”)。, 多通道电池测试仪和真空层压封口机.
我们正在把今天的学生变成明天的领导者.
乔昆教授
对于想要制造先进电池材料的人来说, 李认为他参与CEPS和纽约州北部能源存储引擎不仅仅是“产生有影响力的学术成果”.”
“我正在获得制造电池的实际经验,李说。, 他在梅赛德斯-奔驰工作, 本田, 日产, 开利全球和C4V电池技术公司. “这包括开发一种成本效益高、可扩展的制造工艺.”
今天的学生，明天的领导者
乔的实验室里弥漫着澳门线上赌场研究文化的痕迹, 哪个更像一个共享的工作空间，而不是一个单独的教员区域. 工程师与科学家和数学家往来密切, 而来自各种背景的学生在所有项目上都有自己的经验.
Quinn和Wang用“袋式电池”测试系统.
乔和王业清都对材料科学感兴趣, 设计和制造ECS可持续阳极材料的MAE助理教授。 复合材料研究室. 王将阳极转移到乔的实验室，在那里它们被组装成硬币电池.
“我们使用手套箱来制作样品，使用硬币电池测试仪来表征和测量它们的充放电性能,王说. “通过采用可持续材料, 片状石墨, 降低材料加工过程中的能耗，提高电池效率.”
他们的学生之一是Madan Bahadur Saud, 谁正在设计一种锂金属电池，可以帮助彻底改变电动汽车和能源存储行业. “我们的固态电池有望在循环寿命方面优于其他电池, 能量密度和安全性,他说. Ph值.D. 候选者经常使用行星球磨机研磨和混合粉末材料, 包括化学物质, 分为微米级和纳米级.
Saud使用手套箱在单独的环境中操作材料. 和他一起的还有王、塔拉夫达尔和乔.
沙特在兴奋剂策略上很在行, 在这种方法中，他将被称为“掺杂剂”的微量杂质插入电池的电解质中. 掺杂剂不仅增加了离子电导率, 而且还提高了电极的稳定性，拓宽了电压窗.
如果没有高质量的仪器和行业标准的方法，这一切都不可能实现, 沙特解释说. “它们让我对原子和微观层面的界面挑战有了新的见解.”
准会员.D. 候选人张宇晨(将尝试张)对此表示赞同. 在乔的监视下, 他正在改进一种基于原子力显微镜(AFM)的技术，这种技术可能会影响离网电力系统, 太阳能汽车和大规模发电.
原子力显微镜使乔的团队能够开发尖端的太阳能技术.
要做到这一点, 张利用原子力显微镜来测量表面形貌, 薄膜光伏器件的电势和电导率. 之后，他绘制了纳米尺度的载流子动力学图. 这位太阳能电池专家说:“我们有一项AFM技术特性的专利。. “我们的研究结果支持绿色能源对环境和经济的影响.”
乔承认，这些项目有一种紧迫感, 这些设施不仅仅是交易工具. “我们正在把今天的学生变成明天的领导者，”他说. 就像绿色技术一样，它也会带来教育、环境和经济方面的影响.
