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直播“双碳”战略下的储能与氢能技术创新—青年科技工作者跨界学术沙龙

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  北京膜学会、北京能源与环境学会、北京化工学会、中关村氢能与燃料电池技术创新产业联盟共同举办以“双碳”战略下的储能与氢能技术创新为主题的沙龙活动,邀请在“储能+氢能”等相关技术领域,具有领先成果与产业贡献的科学家、杰出企业家代表,以报告或对话方式介绍“关键材料-核心装置-能源系统”为主体的创新研究与产业技术进展。构建科技创新与产业发展之间的桥梁,形成协同创新的纽带,为实现我国新能源科技产业高质量发展做出积极贡献。

  氢能以其来源丰富、清洁、可持续的优点,被视为21世纪最具发展潜力的二次能源,发展氢能对我国国民经济和提高在世界能源舞台上的竞争力有着重大而深远的影响。离子膜是电解水制氢和氢燃料电池终端应用的关键材料。本报告将从高效离子膜材料合成、结构调控、构效关系等方面介绍近期代表性研究工作,主要包括在复合膜和基于共价有机框架材料的新型离子膜方面的探索,为离子膜开发及高效离子传递通道构筑提供参考。

  吴洪,天津大学教授,博士生导师,长期从事膜与膜过程领域的研究工作,致力于高性能膜材料研发及膜技术在燃料电池、水处理、气体分离等能源环境领域的应用。在 Nature Commun、Adv Mater、J Am Chem Soc、Angew Chem、J Membr Sci 等期刊发表学术论文300余篇,H因子66,入选教育部新世纪优秀人才、天津市131创新人才第一层次、中国高被引学者和斯坦福大学发布的全球前2%顶尖科学家及终身科学影响力榜单。

  固态锂电池不仅不易燃烧,提高了安全性,而且还可以兼容锂金属负极, 提高了电池整体的能量密度。目前发展固态锂金属电池的关键问题主要包括(1)如何改善固态电解质与金属锂以及正极材料的界面稳定性,(2)如何提高电解质材料本身的导离子率,并拓宽电化学窗口。针对锂金属电池中具体的挑战,报告人课题组提出了特色的“多层复合固态电解质” 的结构设计,不仅可以有效改善锂金属和固态电解质之间的界面接触,减小界面电阻,抑制锂枝晶,实现锂金属的均匀沉积;还可以扩大固态电解质的稳定电压窗口,同时兼容高电压的正极材料和低电势的锂金属负极,实现柔性的高电压固态锂金属电池的稳定循环。

  周伟东,北京化工大学教授,中科院化学研究所博士, 师从李玉良院士。曾在康奈尔大学和德州大学奥斯丁分校做博士后,先后师从于美国双院院士Héctor D. Abru?a教授和 “诺贝尔奖”获得者John Goodenough教授。并先后任职于美国通用汽车研发中心和美国A123 Systems公司。目前主要从事于高密度储能材料和固体电解质的研究。近5年来多项研究成果发表在 Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mat., Acc. Chem. Res., Adv. Energy Mat. 等著名期刊。

  固体氧化物燃料电池(SOFC)效率高、燃料适用广,是助力“双碳”目标的战略高技术之一。同时,SOFC也是典型的多层薄膜固体电化学器件,制备和运行温度高、工况复杂。面向高性能长寿命SOFC需求,开展了一系列单电池表界面设计构建、调控优化及应用研究,主要包括钙钛矿阳极原位析出调控、宽适用阴极开发,以及隔离层致密化等。

  朱腾龙,博士,南京理工大学化学与化工学院副教授。毕业于中国矿业大学(北京),美国西北大学联合培养,清华大学高级访问学者。主要研究方向为固体氧化物燃料电池和电解池,参与和主持国家自然科学基金、国家重点研发计划和江苏省等项目,发表论文40余篇,授权专利7项。中国能源研究会燃料电池专委会和能源行业高温燃料电池标委会委员。

  “双碳”战略目标下,氢能产业化应用需要迅速提升。氢能燃料电池国产化关键原材料产业化进程成为瓶颈。近年来,关键原材料国产化研发和产业化投入明显增加,产品种类及数量正在逐步提升,但与国外先进产品相比,产品稳定性和产能还有待进一步提升,国产化产品的示范验证还需要时间,市场占有率还有待突破。

  周明正,1982年生,工学博士,高级工程师,国家电投集团氢能科技发展有限公司关键材料事业部总经理。主持完成多项燃料电池关键材料相关省部级项目,并主持建成国氢科技催化剂、膜电极等多条自动化产线。作为责任人正在开展燃料电池关键材料相关广东省科技厅重点研发计划、北京市自然基金及北京市科委等项目。

  聚苯并咪唑(PBI)作为一种高性能杂环聚合物因其具有优秀的热稳定性、机械性能和化学稳定性被认为是具有广泛应用前景的离子交换膜材料,但其应用时受限于其较低的离子传导率。基于离子传输机制,对其进行结构优化和性能提升使其能够在储能和氢能源领域应用是目前面临的巨大挑战。报告总结和展望近年来PBI的研究和产业化前景。

  王丽华,2004年在天津大学材料学院获工学博士学位,2004年-2006年在清华大学化工系膜中心从事博士后研究,现任中国科学院化学研究所副研究员,北京膜学会理事,中国膜工业协会电驱动膜专委会委员,《膜科学与技术》通讯编委。主要从事质子交换膜材料制备、改性及应用,在国内外刊物上发表论文80余篇,授权专利20余项。

  低成本、长寿命、高安全的电化学储能技术是国家重大战略需求,也是实现“双碳”目标的重要技术支撑。本文通过引入电、磁、等离子体等多物理场,在多场耦合下实现电极材料分子构型、电极结构以及电极/电解质界面的精确调控,大幅度提升现有电池体系的综合性能,为规模化储能电池的发展提供新的思路。

  周敏,华中科技大学电气与电子工程学院副教授,中国科学技术协会“青年人才托举工程”入选者。主要研究方向为面向电力应用的大容量、大功率电化学储能新体系与新材料。以第一作者或通讯作者在 Energy & Environmental Science, Advanced Materials 等杂志发表SCI论文40余篇;授权发明专利近10项;主持自然科学基金(面上、青年)、国家重点研发计划子课题等。

  面向储能发展能源化工技术是实现双碳目标的有效途径。水系电池具有本征安全等优势,同时面临能量密度低与使役寿命短的挑战,离子传质和去溶剂化的过程强化提供了可行思路。本次报告主要介绍均匀离子传质、界面分离过程强化及电极工程策略在水系电池中的应用,重点突出化工科学在解决储能技术领域关键科学问题中的重要作用。

  杨琪,北京化工大学副教授,石油和化工行业新型碳基功能材料重点实验室(主任邱介山教授)核心骨干,从事功能碳材料的智造及储能应用,第一/通讯论文20余篇(含 Adv. Mater. 5篇、 Angew. 2篇、 Matter 1篇、 ACS Nano 2篇、 Nano Energy 2篇),总引6300余次,获“北京市科技新星”,任《物理化学学报》、 Nano Res. Energy 等期刊青年编委,主持国家级省部级项目4项。