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讓技術(shù)創(chuàng)新與學(xué)科交叉“手牽手”
2024年01月02日 09:17 來源:科技日報(bào) 關(guān)燈

“剛開始國外不看好晶硅電池,但中國通過提質(zhì)增效把它做成‘蘿卜白菜價(jià)’(可被市場接受的低成本),晶硅電池得到大規(guī)模推廣。而國外看好的薄膜電池,成本卻一直降不下來?!比涨?,在北京舉辦的“新能源科學(xué)論壇2023”上,中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高用這樣一個(gè)對比的例子闡明了一個(gè)觀點(diǎn):無論是哪類技術(shù)路線,從科學(xué)突破到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用都會(huì)遇到曲折,需要不斷“打磨”,才有望被市場接受。

近年來,可持續(xù)能源的市場占比不斷增加。隨著綠色化、智能化的推進(jìn),新能源技術(shù)不斷迭代,如何讓這些新技術(shù)更快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?與會(huì)專家認(rèn)為,來自技術(shù)創(chuàng)新和學(xué)科交叉的不斷“打磨”,將為科學(xué)突破走向產(chǎn)業(yè)化提供更順暢的路徑。

技術(shù)“打磨”讓產(chǎn)品性能增強(qiáng)

“在能量提升的同時(shí),鋰電成本從每瓦時(shí)5元降至0.5元,降低了90%?!睔W陽明高表示,這些技術(shù)進(jìn)步與相關(guān)政策疊加,大大推動(dòng)了電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

技術(shù)的“打磨”讓鋰電池壽命變長、成本降低、性能增強(qiáng)。

資料顯示,10年前,鋰離子動(dòng)力電池充電一次,僅能為汽車提供100多公里的續(xù)航動(dòng)力;而現(xiàn)在,續(xù)航里程可達(dá)到1000公里。

更多技術(shù)迭代正在推進(jìn)新能源利用的新變革。“相比于晶硅電池,鈣鈦礦光伏技術(shù)理論上可使生產(chǎn)能耗從1.52千瓦/小時(shí)下降到0.12千瓦/小時(shí),生產(chǎn)周期從72小時(shí)下降至3小時(shí)?!北本┐髮W(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授周歡萍介紹,鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)近幾年發(fā)展迅速,其在原料價(jià)格、加工周期、廣電效率、度電成本等方面優(yōu)勢日漸明顯。

如何讓鈣鈦礦電池更好滿足產(chǎn)業(yè)期望?新能源研發(fā)領(lǐng)域持續(xù)開展各類技術(shù)“打磨”研究,例如研發(fā)優(yōu)勢兼顧的“疊層”電池。“鈣鈦礦與晶硅的疊層電池能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽能全光譜的利用。”歐陽明高介紹,它的光電轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到40%,是當(dāng)前大規(guī)模應(yīng)用的光伏電池轉(zhuǎn)化效率的兩倍。

“當(dāng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化處于起步階段時(shí),企業(yè)需要持續(xù)推進(jìn)科技創(chuàng)新,解決其市場化應(yīng)用的痛點(diǎn)。”緯景儲(chǔ)能科技有限公司副總裁谷雨說,產(chǎn)品需經(jīng)歷從實(shí)驗(yàn)室到小試線、中試線直至大規(guī)模生產(chǎn)的“打磨”,這個(gè)過程也是對企業(yè)制造水平與工藝能力的挑戰(zhàn)。

開展更多交叉融合的探索

“人工智能大模型將改變材料尋找此前‘手工作坊’的試錯(cuò)方式,大幅度提升材料技術(shù)創(chuàng)新的效率?!睔W陽明高認(rèn)為,新能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新涉及大量的學(xué)科交叉,除了能量過程控制、材料科學(xué)等,新能源科技還在與仿真計(jì)算、人工智能、微納制備等領(lǐng)域融合。

北京大學(xué)能源研究院研究員章凱強(qiáng)認(rèn)為,把技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室搬到現(xiàn)場,必須開展交叉融合的探索。他介紹,北京大學(xué)鄂爾多斯研究院正在鄂爾多斯推進(jìn)“零碳機(jī)場”項(xiàng)目。該項(xiàng)目集成了儲(chǔ)能、地下清潔能源、節(jié)能減碳、分布式資源和CCUS(碳捕集、利用與封存)等多種技術(shù),需要從化學(xué)、供熱、工程等多方面開展科技集成創(chuàng)新,才能讓先進(jìn)的技術(shù)路線應(yīng)用落地。

“因此,企業(yè)應(yīng)重視多元化人才隊(duì)伍建設(shè)。”章凱強(qiáng)建議,以儲(chǔ)能企業(yè)為例,除了電化學(xué)專業(yè),還應(yīng)儲(chǔ)備二三十個(gè)相關(guān)專業(yè)的人才,組成人才矩陣。這些人才可廣泛開展產(chǎn)研合作,推動(dòng)新能源領(lǐng)域的新技術(shù)成功產(chǎn)業(yè)化。

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編輯:方琳
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