2023中關村論壇|攻克關鍵技術難題,新能源材料創新跑出“加速度”

伴隨全球氣候變化,使用更清潔、更安全、可負擔的新能源替代傳統能源,已成為全球共識。5月27日,在2023中關村論壇“新能源材料國際前沿技術發展論壇”上,相關專家圍繞新能源材料國際科技創新及應用展望,就光伏領域發展、煉化產業碳源、使用金納米粒子的催化、流程工業綠色低碳轉型等不同話題,探討最新科研進展和未來趨勢。在尋找替代能源這一充滿挑戰的過程中,新能源材料至關重要,如何轉換、儲存新能源並實現廣泛應用,同時減少對環境的危害,成為各企業需要面對的話題。

2023中關村論壇|攻克關鍵技術難題,新能源材料創新跑出“加速度”

材料革新

“我們正經歷一場材料革新、能源革新和資源革新。”荷蘭烏得勒支大學無機化學和催化學教授、荷蘭皇家科學院院士、歐洲科學院院士伯特·維克洪森介紹人類將用哪種碳源生產產品邁向未來的煉化產業。他表示:“碳存在於空氣中、地球表面、水中、地表以下及海洋中。到目前為止,我們主要還是利用海洋中的碳。除海洋中的碳外,我們需要運用新能源材料製作產品,也就是要建造未來的煉油廠,從而實現可持續發展和循環化學。”

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北京理工大學副校長、教授王博認為,除研發可再生能源外,還要有高效的儲能方式。“碳捕捉”就是王博的研究領域之一,他研究的新型晶體功能多孔材料在能源、環境和生命科學中得以高效利用。

自“雙碳”戰略提出以來,北京市正積極推動新能源新材料技術及產業發展。在北京國際科技創新中心建設時,推進建設具有國際影響力的“能源谷”被列為重點項目,圍繞新材料、新能源汽車、新能源等領域進行技術創新。在新能源汽車領域突破關鍵技術,研發出10Ah能量密度400Wh/kg的全固態電池;圍繞氫能領域,在氫能燃料電池電推方面已實現催化劑、膜電極、雙極板、質子交換膜等自主化;突破6英寸碳化硅外延生長技術。在平台建設方面,支持新能源汽車領域國家級創新中心、北京納米能源與系統研究所、北京石墨烯研究院及京津冀國家技術創新中心等平台建設。

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北京市科學技術委員會、中關村科技園區管理委員會二級巡視員劉航表示:“展望未來,我們將圍繞新能源材料領域產業鏈佈局創新鏈,進一步激發創新活力,推動中國新能源材料領域取得新突破。”

降本增效

“可持續發展”是江蘇省產業技術研究院副院長保爾·巴洛斯在研究新能源材料時所看重的:“可持續發展中重要的一部分就是降本增效,例如像燈這樣廣泛存在的應用,其實是人類歷史上首次的科技創新、科技革新。2003年,美國能源署發佈報告顯示,在美國所發出22%的電力被浪費,所以我們開始研發新材料。”從緊湊型熒光燈CFL到半導體LED照明,再到OLED,照明效率不斷提高,產品設計更薄、質量純度也更高。“當我們的設備能效提高、成本降低、價格降低後,我們就會買更多,這就是可持續發展的一部分。”他説。

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有了新能源材料,如何量化其能效及環境影響,北京工業大學校長、中國工程院院士聶祚仁用“Life Cycle Engineering(生命週期工程)”給出答案:“材料流程是比較複雜的。針對一個具體的材料生產過程,會產生很多輔助過程或者多原料、多能源的輸入方式,乃至到多產品的輸出,這涉及材料對環境問題負荷的分配,也就是輸入輸出問題,這需要明確量化計算。”

太陽能並非一種新能源,但當其運用新技術,便更容易實現降本增效。澳大利亞科學院院士、倫敦皇家學會院士、先進光伏中心科學教授和創始主任馬丁·格林稱,以前光伏發電的成本為1美元/W,去年已降至0.2美元/W。國際能源署在2020年世界能源展望當中也提到:“太陽能是未來市場的王者,現在是大多數國家最便宜的能源。”

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對企業來説,降本增效更具有實際意義。以家電起家,如今成為擁有半導體顯示、新能源光伏和半導體材料三個核心產業的高科技產業製造公司TCL,一直在積極推進企業綠色低碳轉型。去年,TCL科技整體營收1666.5億元,半導體顯示和新能源光伏的產值規模雙雙超過650億元;TCL科技研發投入達107.8億元,在環境保護方面投入超過7.1億元,旗下8家公司獲得國家級“綠色工廠”認證。TCL科技集團黨委書記、首席運營官王成表示,未來TCL科技將會繼續履行社會責任,不斷完善ESG治理,在“減碳向綠”的道路上行穩致遠,為世界可持續發展作出應有的貢獻。

北京商報記者 白楊

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