「大力發展新能源會帶來我們生活方式的變化。未來，每個家庭可能都要備一塊儲能蓄電池，這將成為未來家居的必需品。」在10月27日舉行的2024世界頂尖科學家論壇青年科學家學術交流坊（青科HUB）上，清華大學化學工程系教授張強大膽設想。
本屆頂科論壇延續了去年創設的「青科HUB」講座形式，來自全球生物學、醫學、材料學、數學、信息技術、化學工程等領域的青年科學家，在開放的共享大廳內介紹學科的前沿發展及各自的研究成果，並與隨到隨聽的現場觀眾熱烈互動。
作為頂科論壇的老朋友，第三次參會的張強在主題為「能源與碳科學」的青科HUB上表示，當代社會需要的二次電池續航時間越來越長，甚至未來可以用電池來驅動飛機、輪船。然而，獲得既強大又安全的電池並非易事。針對高能量密度電池的需求，金屬鋰負極以其極高的比容量和最負的電極電勢成為下一代高能量密度電池最有前景的負極材料之一。但鋰金屬負極介面不穩定，導致樹枝狀鋰枝晶的沉積，枝晶既會造成安全隱患，又會降低電池的利用率，縮短其壽命。所以，構建電解液和高反應性電極之間的穩定固液介面，是研發高性能電池的前提。
對此，張強團隊總結了鋰電池電解液中鋰離子、溶劑分子、陰離子之間相互作用及其構效關係，從原子尺度上理解電解液設計的一般規律，並提出結合鋰鍵化學理論和機器學習等方法，加速電解液的開發與設計。張強表示，電池是典型的高科技產品，高性能電池的研發充滿挑戰。與軟體、晶片等高科技產品類似，電池研發需要根據客戶的具體要求開展，需要將創新成果注入到電池產品設計。
2023年，因在能源化學與能源材料領域的貢獻，張強從35個國家和地區的候選人中脫穎而出，獲得首屆「可持續發展青年科學家獎」，成為全球獲此殊榮的三位科學家之一。今年9月，張強入選2024年度全球前2%頂尖科學家榜單。此外，他還連續多年在兩個領域被評為「全球高被引科學家」。
張強說，新能源的全面應用，讓大家不再那麼關心「家裡有沒有礦」，而是更關心有沒有創新，有沒有能力將創新科技轉化為新質生產力，服務於美好生活。發展新型儲能技術，不僅能讓每個家庭有更美好的生活，還讓我們的生產生活排放了更少的二氧化碳。通過持續不斷的科技創新讓家家戶戶用上新能源，這是他努力追求的願景。
食品廢棄物是全球廢棄物的重要組成，填埋或焚燒目前仍是主要的處理方式，但傳統方法會造成碳排放，對環境產生負面影響。為此，新加坡國立大學設計與工程學院土木與環境工程系助理教授余嘉明致力於探索綠色的廢物利用技術。
第一次參加頂科論壇的她走進共享空間，為現場觀眾帶來了「微波輔助生物精鍊」的前沿成果。她的團隊利用微波將生物質進行熱催化，不僅解決了廢物處置的問題，還能將其高效地轉化為可再生的平台分子與燃料添加劑，用以替代石油衍生品。
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文：孫欣祺 圖：邢千里 編輯：孫欣祺 責任編輯：任荃
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