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本帖最后由 zgjyb 于 2026-9-17 09:07 编辑
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好文分享——田院士:《探讨电化学发展轨迹和未来——从表面到界面到系统电化学》
, y& Z% A- e3 [. [4 t1 l' ~ R( i( D$ m" M5 a( b1 X6 L' @
https://zqtian.xmu.edu.cn/materi ... y-summer-school.pdf5 @$ b8 `3 n% D
( A5 O* G4 y; J. j; @; i$ f7 w) z' A6 S
部分摘录:
4 m$ g c7 W" E6 p1、何谓全面,深入,系统思考和研究? 为什么?凭什么? 如何提升全局关联、分级分类和协同能力?: f5 z3 I N3 d5 E2 v
主要科学基础: 热力学,动力学,电子学 统计力学,协同学,系统论; Z% g# G9 G% {& Z; ^' X
- r+ W, D. M! m& W" q F q% x
2、衡量能源利用 优劣不仅要看一阶段输入输出的能量多少(一阶效率),更要看有用能有多少被保存下来(二阶效率)
7 q: P; N5 R1 h& E1 e0 d8 k5 x& R
. L1 C! v8 D" q, f$ k3、最常用的几类能源的的相互转换—中心是电能7 f5 t1 ~" c- B2 h( m, J3 S1 U
能源包括获取(转换)、输运、做功三大环节,其品质取决于此过程的可逆性和适配度* i3 }# t6 j/ g! V0 T3 r+ i( o
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4、表面:单一凝聚相(固相或液相)最外层的原子/分子,是一个准2D区域
% f) O ~6 Q8 H2 u2 A0 t界面:多相之间密切影响的过渡区域,可延伸至纳/微米范围的准3D区域
. h& s0 d4 W# }& Q界面的物质-能量-空间-时间的多维度复杂性
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8 p/ l! J/ I- V; f: I5、表面科学处于基本成熟阶段,界面科学还处于发展阶段
8 z: h, D Z5 }2 s- \7 u# n原子级精准的电极表面/界面对于电化学科学发展至关重要
& E1 q$ w% J) m G3 i界面电化学前沿——从简单界面拓展到各类复杂界面乃至界面相?
) u" e# M$ N- l T# X! H q" N为系统认知界面电化学,必须发展四大类表征技术和建立新方法: H. \+ l% v& d0 m2 |1 }2 l- l
9 Z( h7 x3 j) f' a4 ]3 ~5 E2 L6、从原料、材料、界面、器件到应用的全局观和关联性5 J6 b5 r1 W, x6 L$ u4 m, e
需上下游串并联和适配,统筹解决各方面问题,特别需要全局观和倒逼法!
" m. W( q- U! M
, R9 e: ?9 \1 m( c7、能源的生产、分配和使用的效率及安全皆需仪器和传感表征技术2 s' y( M7 k5 a0 c4 U& n+ c# f/ G( a
亟需推进和发展与能源安全相关的实时工况条件下的系统表征和监控技术" \9 R' l: C6 L7 K
" s. K4 g" t4 j& m$ n
8、实际燃料电池的电化学过程比想象的复杂得多!! D) Y! }4 p( ?4 b
储能:多种界面串并联;组成和结构动态变化;多种效应相互牵涉 如何解决本学科和相关产业的瓶颈问题?
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0 ~# Z* I, m! |9、自注意力机制(Self-Attention Mechanism)是系统论的重要工具
! a, _) J k. O7 l: f自注意力机制让 AI 具备了从全局视角动态捕捉关键关系的能力, 它是连接感知、推理、预测与控制的关键桥梁。
! Y7 t G2 p1 R3 ?! O/ O# M: }1 N! E! g" F
10、界面谱学多模态模型工作将对系统电化学建立和发展做出贡献$ E4 W n F, V; O, s0 c
基于第一性原理方法,构建谱学智能算法工作流,结合软硬件一体加速方式,获取大 量精确计算谱学数据,构建谱学数据库以及多模态谱学模型。+ e. R5 D. _6 E: k3 C* {( T6 a0 L
* @0 A, C. b; S" A1 D+ b& F. ^; A& z9 V/ C
11、当下特别要分级分类理清AI赋能科学和产业的三个层次的显著差异& e: C+ l( l4 {4 f, w Q
第一层次:数据增强与深度解析,显著提升现有测量技术。智能化仪器设备、检测灵敏度和时间-空间-能量分辨率、智能滤波技术等,构建多维度数据体
1 `- X2 V, y- _& S, }0 T第二层次:实现联用工况或疗况的测量和控制的协同闭环等。发展前所未有的复杂体系 的全面检测方法和技术
- U, x2 p9 ?# h第三层次:产生全新原理、测量技术、能源器件和新医学系统。如新储能、医学原理、智能系统、智能医疗等( ]- ^- I4 D3 a0 ]7 _$ K) `
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12、如何系统提升全局关联、分级分类和协同能力?( Z1 v; S4 a/ @6 x
1. 多学科(化学,物理,材料,工程,经济,管理等) + K, l) t, m1 V/ I( `
2. 多角度(能量/质量/数量,能量/功率密度,规模)
6 ~0 Y- o& P/ O3. 多因素(能量/空间/时间分辨, 电子/空穴/离子)# l% f$ k3 C3 q6 @# ~$ G, @1 V6 k
4. 全系统(热/电/光,正极/膜/负极,界面/器件)
8 k4 Z9 _! `! e1 J6 ]5. 全链条(上/中/下游,矿产原料到废品回收再生)
N5 I5 N, S I1 E/ K2 C6. 算总账(效率, 污染, 经济, 安全,国情等矩阵关系) ) K' [/ o' X3 J" J4 \" Q' v& Z
主要科学基础: 热力学,动力学,电子学,统计力学,协同学,系统论
4 h/ q7 G; n3 E8 E(培养战略科学家和企业家素质:为什么?凭什么?) |
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