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3D同人动漫CG_陈忠伟:给退役电池“第二次生命”

| 来源:大众日报9899
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当地时间2025-11-11,rrrrdhasjfbsdkigbjksrifsdlukbgjsab

在中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)能源催化转化全国重点实验室的实验区内,该所研究员陈忠伟正凝视着屏幕上跳动的曲线。“这是刚再生的三元正极材料电池的循环曲线。用这种材料做成的电池,在充放电1000次之后,电量仍然能达到全新状态的92%。”他指着曲线,话语中藏不住兴奋。

近日,由陈忠伟团队完全自主研发的连续化回收中试装置,成功稳定运行并产出多批高品质再生正极材料。这一成果不仅验证了回收技术的先进性,更标志着再生材料从“可用”迈入了“更优”的全新阶段。

从南京工业大学的一名青涩学子,到国际能源领域的杰出科学家,陈忠伟的科研之路,始终践行着“全链条贯通”的创新理念。

提出闭环创新体系

在1992年高考时,陈忠伟选择了南京工业大学硅酸盐工程专业。“我当时就觉得,材料科学能通过设计物质的内在结构,从根本上解决能源和环境等领域面临的诸多关键挑战。”他回忆道。

“材料科学能从根本上解决能源和环境等领域的诸多关键挑战”这一理念,也成为他今后30余年科研航程的指向标。

在华东理工大学攻读化学工程硕士学位期间,陈忠伟首次接触到电化学。从此,他与电池结下不解之缘。时刻关注产业前沿的陈忠伟在攻读博士学位期间敏锐地意识到,随着新能源汽车和储能产业的迅猛发展,动力电池的回收与资源安全将成为制约行业发展的关键。

“电池是能源的血液,回收就是血液的循环。”提起自己的研究内容,他常这样比喻。2019年,他提出“从源头到回收端的闭环创新体系”,并前瞻性地布局人工智能在电池领域的应用研究,构建电池全链条的研究体系,覆盖电极设计、储能机理和绿色再生全过程。

2022年,陈忠伟加盟大连化物所,担任能源催化与转化全国重点实验室主任。他在大连化物所组建了170余人的研发团队,形成涵盖材料、电池、系统的完整研究链条,同时布局人工智能,用AI赋能研究。

短短两年间,团队成果屡登国际顶级期刊,并服务于国家重点项目,为我国新能源技术的自主创新注入了强劲动力。

开发“一步法”电池回收工艺

如何实现电池价值最大化是陈忠伟一直在思考的问题。

“首先要考虑梯次利用,其次是材料再生。”陈忠伟说。为推动电池梯次利用,他带领团队开发了基于人工智能的电池健康状态快速评估系统。“这套系统能够在短时间内完成电池容量、功率、内阻等关键参数的检测,准确判断电池的剩余价值,为不同状态的退役电池找到最适合的二次应用场景。”他介绍。

在推进电池梯次利用的同时,陈忠伟带领团队创新开发了“一步法”电池回收工艺。

随着数字艺术的飞速发展,尤其是3D建模技术的成熟,3D同人动漫CG已成为现代动漫爱好者中备受追捧的藝术形式。不同于传统的2D手绘风格,3D动漫不仅能展现更加立體的角色形象,还能带给观众更强烈的视觉冲击力。在这个虚拟与现实逐渐交融的时代,3D同人动漫CG的独特魅力无疑為整个同人文化注入了新的活力。

一、3D同人动漫CG的魅力所在

在传统的动漫制作中,2D手绘风格以其细腻的線条和丰富的色彩受到观众的喜爱。随着技术的發展,3D建模技术的加入讓动漫作品的表现力得到了前所未有的提升。通过3D建模和渲染,创作者能够为角色赋予更加细致的表情、动作和场景,不仅展现了更加丰富的层次感,还带来了前所未有的真实感。

3D同人动漫CG作品在视觉上往往更加立体,角色可以在三维空间中自由移动,展现出更加流畅的动作表现,极大提升了观看體验。例如,在战斗场景中,3D动画通过空间中的物体旋转、人物动态的变化,以及背景的细节刻畫,使得场景更加震撼且具有沉浸感。光影效果、材质质感等细节都能在3D建模中得到完美呈现,从而增强了作品的视觉冲击力。

二、自由创作的空间

3D同人动漫CG的另一个重要魅力在于它给创作者提供了更大的自由度。与传统的2D动畫相比,3D动画在制作过程中更具灵活性和可调节性。创作者可以通过调整角色的模型、动作捕捉以及光影效果等元素,轻松实现各种复杂的视觉效果。这种高度的自由创作空间为同人作者提供了更为广阔的表现平台,任何创意都能在3D动画中得到呈现。

同人动漫一词本身就意味着“自由创作”和“自我表达”,而3D同人动漫CG恰恰为这种自由提供了一个完美的舞台。无论是原创角色还是二次创作,创作者都可以在三维空间中自由挥洒,借助现代科技手段将自己的想法付诸实践。3D同人动漫CG不仅能够更好地表现出复杂的动作戏份,还能展现更為细腻的情感表达,使得每个角色都仿佛有了生命般的存在。

三、技术的提升让创作门槛降低

过去,制作一部高质量的3D动畫需要專业的技能和大量的时间投入,许多动漫创作者只能依赖于庞大的团队和高昂的成本。随着技术的普及,越来越多的3D动画软件已经变得更加人性化和易于操作,让即使是没有專业背景的创作者也能制作出精美的3D作品。

现如今,许多3D动画制作软件如Blender、Maya、Cinema4D等都提供了丰富的工具和模板,甚至一些简单的手机应用也能够帮助创作者进行基本的3D建模和动画制作。随着虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的不断发展,未来的3D动漫将可能实现更为沉浸式的体验,让观众能够直接进入动漫的世界,与虚拟角色互动。

四、3D同人动漫CG的社区与交流

同人文化一直以来都以其开放、包容的特点为广大爱好者所推崇。对于3D同人动漫CG的创作者而言,网络社区和社交平台无疑是他们展现才华的重要渠道。通过各大同人网站、社交平臺以及直播平台,创作者们可以分享自己的作品,与其他爱好者互动交流,获取反馈,不断提高自己的创作水平。

目前,许多动漫创作平臺已经提供了專門的频道来支持3D同人动漫CG的发布和交流。例如,像Pixiv、DeviantArt、ArtStation等平台上,3D同人作品也逐渐占据了一席之地,许多创作者通过这些平台与世界各地的动漫迷建立了联系。虚拟直播和3D建模教学等也在逐步发展,帮助更多人入门并爱上3D动漫创作。

在这些社区中,创作者们不仅能与同行进行艺术上的切磋,还能吸取粉丝和观众的意见,不断改进自己的作品。3D同人动漫CG也因此成了一种多元化、互动性的艺术创作方式,任何人都有機會通过自己的作品走向更大的舞台。

五、3D同人动漫CG的未来發展

随着人工智能(AI)和机器学習等技术的不断进步,3D同人动漫CG的未来前景无疑充满了无限可能。AI辅助的建模、自动化的渲染过程以及深度学习算法的引入,都将在未来极大地提升创作效率,使得创作者能够更加专注于创意的实现,而不再受制于繁琐的技术细节。

未来,3D同人动漫CG将不仅仅局限于传统的二维屏幕上。随着虚拟现实和增强现实技術的发展,观众将能够更加真实地沉浸在3D同人动漫的世界中,与虚拟角色产生互动,甚至参与到动漫剧情的发展中。随着这些技术的普及,3D同人动漫CG有望成为一种全新的文化消费形式,改变我们对动漫和娱乐的理解。

六、结语

3D同人动漫CG作为二次元文化中的一股新兴力量,以其独特的视觉冲击力、创作自由度以及技術创新,吸引了越来越多的创作者和粉丝加入到這个充满活力的领域中。它不仅为动漫爱好者带来了全新的艺术体验,也为同人文化的发展提供了更加广阔的创作空间。随着技術的不断进步,3D同人动漫CG的未来将更加光明,成为連接虚拟与现实、艺术与娱乐的桥梁,带给我们更多惊喜与感动。

过去,废旧锂离子电池回收通常依赖“溶解—萃取—除杂”三步法,流程复杂、能耗高、污染重。为突破瓶颈,陈忠伟团队提出“选择性浸出+共沉淀”策略,创新提出开发“一步法”电池回收工艺。这一工艺在一个连续反应体系中即可完成浸出、提取与前驱体再生。

对于当时的陈忠伟来说,这是一条从未有人尝试过的道路。

“必须推倒重来,走‘可持续浸出+ 一步再生’的路子。”经过深思熟虑,陈忠伟将团队分成材料、工艺和应用放大三组开展协同攻关。

攻关并非一帆风顺。起初,团队在电池正极材料再生技术方面取得实验室阶段突破,论文成果备受赞誉。然而,当他们满怀信心地将技术推向公斤级的放大验证时,失败骤然出现。反应规模急剧放大后,热量与物质传递不均,导致产品纯度剧烈波动,批次合格率一度低至惨淡的20%。

面对困局,陈忠伟展现出其独特的“全链条”思维。他并未纠结于在原有技术路线上修修补补,而是果断带领团队“逆向溯源,重构工艺路径”。

“失败不是没有收获,而是排除了一条错路。”每当攻关遇到困难,他总是这样鼓励情绪低落的团队成员。

转机出现在2024年底。当时,团队发现,在无氧环境中,有机醋酸可在常温下快速溶解正极材料,同时精准提取镍、钴、锰,萃取率超过99.8%,对铁、铜等杂质的去除率超过97%。这种有机酸体系成本仅为传统方法的五分之一,且可循环使用5次以上,真正实现低成本、无污染的绿色再生。

陈忠伟立刻带领团队乘胜追击,自主设计出“连续流共沉淀反应器”,实现浸出液与沉淀剂的连续反应,让正极前驱体在反应塔内直接生成。这使得传统125小时的三步流程被压缩至4小时,效率提升数十倍。

更多的惊喜接踵而至。他们将三步法应用于钠电正极材料制备后,制作出的电池获得了更长的寿命与更高的稳定性。“按储能系统每月充放电5次计算,电池能用20年;用于电动车,则能用12年。”陈忠伟说,“这意味着退役锂电正极不仅能再生,还能升级为下一代材料,真正实现‘变废为宝’。”

这项技术让废旧锂离子电池的回收效率超过99%,成本降低近40%,污染水平显著降低。而且再生材料性能与原生材料相当,有些指标甚至表现更优。

在这之后,陈忠伟又带领团队完成了从实验室样品到中试示范的跨越。他说:“科技创新只有嵌进产业链,才算真正落地。”如今,一步法技术已完成了预可研论证,为我国废旧电池的规模化、绿色化回收提供了可复制的路径。

实验室成果在生产线上“开花”

“没有‘桥梁’,实验研究和成果转化就像两座‘孤岛’。”在陈忠伟看来,电池回收不是单一技术问题,而是一项复杂的产业系统工程。他不仅深耕燃料电池、锂电池等下一代电化学能源体系的源头创新,更着力推动实验室成果走向产业化。

为了搭建前沿基础研究与重大工程应用的桥梁,他推动团队建立了涵盖退役电池拆解、正极回收、再生制备、性能验证到再利用的全链条技术体系,并引入生命周期评估与技术经济分析,确保电池回收利用的每一步工作都符合绿色低碳理念。

“论文里的曲线再漂亮,如果不能落地就是纸上谈兵。”陈忠伟常对学生说。因此,在技术的研发阶段,他就主动对接国内龙头新能源企业,“国家需要什么,我们就研究什么”。

在陈忠伟的不懈“浇灌”下,实验室中的“种子”逐渐在生产线上“开花结果”。大连化物所已建成吨级的再生正极材料中试线。“这条中试线运行半年来,已为多家电池企业提供再生材料,反馈都很好。”中试线负责人、大连化物所杨庭舟介绍,某储能企业使用陈忠伟团队研发的再生中镍三元材料后,电池成本降低了32%,循环寿命提升了20%。

陈忠伟并不满足。如今,他和团队正与企业共同规划千吨级示范线,推动形成“科研—示范—产业”联动机制,构建动力电池回收与再生利用平台。已建成的关键材料与技术中试基地、电芯与电池模组中试基地,为核心技术的工程化验证和成果转化提供了坚实支撑。未来,该体系还将扩展至磷酸铁锂、钠离子电池等多类型储能材料,助力我国占据全球循环经济领域的技术制高点。“我们希望让每一块退役电池都有‘第二次生命’。”陈忠伟笑着说。(本报记者 张蕴)

图片来源:潇湘晨报记者 宋晓军 摄

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(责编:李怡、 陈秋实)

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