“大力发展新能源会带来我们生活方式的变化。未来，每个家庭可能都要备一块储能蓄电池，这将成为未来家居的必需品。”在10月27日举行的2024世界顶尖科学家论坛青年科学家学术交流坊（青科HUB）上，清华大学化学工程系教授张强大胆设想。
本届顶科论坛延续了去年创设的“青科HUB”讲座形式，来自全球生物学、医学、材料学、数学、信息技术、化学工程等领域的青年科学家，在开放的共享大厅内介绍学科的前沿发展及各自的研究成果，并与随到随听的现场观众热烈互动。
作为顶科论坛的老朋友，第三次参会的张强在主题为“能源与碳科学”的青科HUB上表示，当代社会需要的二次电池续航时间越来越长，甚至未来可以用电池来驱动飞机、轮船。然而，获得既强大又安全的电池并非易事。针对高能量密度电池的需求，金属锂负极以其极高的比容量和最负的电极电势成为下一代高能量密度电池最有前景的负极材料之一。但锂金属负极界面不稳定，导致树枝状锂枝晶的沉积，枝晶既会造成安全隐患，又会降低电池的利用率，缩短其寿命。所以，构建电解液和高反应性电极之间的稳定固液界面，是研发高性能电池的前提。
对此，张强团队总结了锂电池电解液中锂离子、溶剂分子、阴离子之间相互作用及其构效关系，从原子尺度上理解电解液设计的一般规律，并提出结合锂键化学理论和机器学习等方法，加速电解液的开发与设计。张强表示，电池是典型的高科技产品，高性能电池的研发充满挑战。与软件、芯片等高科技产品类似，电池研发需要根据客户的具体要求开展，需要将创新成果注入到电池产品设计。
2023年，因在能源化学与能源材料领域的贡献，张强从35个国家和地区的候选人中脱颖而出，获得首届“可持续发展青年科学家奖”，成为全球获此殊荣的三位科学家之一。今年9月，张强入选2024年度全球前2%顶尖科学家榜单。此外，他还连续多年在两个领域被评为“全球高被引科学家”。
张强说，新能源的全面应用，让大家不再那么关心“家里有没有矿”，而是更关心有没有创新，有没有能力将创新科技转化为新质生产力，服务于美好生活。发展新型储能技术，不仅能让每个家庭有更美好的生活，还让我们的生产生活排放了更少的二氧化碳。通过持续不断的科技创新让家家户户用上新能源，这是他努力追求的愿景。
食品废弃物是全球废弃物的重要组成，填埋或焚烧目前仍是主要的处理方式，但传统方法会造成碳排放，对环境产生负面影响。为此，新加坡国立大学设计与工程学院土木与环境工程系助理教授余嘉明致力于探索绿色的废物利用技术。
第一次参加顶科论坛的她走进共享空间，为现场观众带来了“微波辅助生物精炼”的前沿成果。她的团队利用微波将生物质进行热催化，不仅解决了废物处置的问题，还能将其高效地转化为可再生的平台分子与燃料添加剂，用以替代石油衍生品。
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文：孙欣祺图：邢千里编辑：孙欣祺责任编辑：任荃
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