中國要解決碳排放和能源安全問題,亟待提高新能源在國家能源結構中的比例,加快新能源產業的發展。新能源要實現更快更好的發展,需要新能源材料產業的支撐。一方面,碳達峰、碳中和已成為我國經濟社會發展的新課題,對加快我國能源轉型提出了更高的要求。另一方面,我國一次能源的需求量大、對外依存度高。2019年我國石油對外依存度70.8%,天然氣對外依存度43%,且居高不下,國家能源安全問題不容忽視。
1. 中科院成都有機所—提前布局,中國碳納米管技術的先行拓荒者
中科院成都有機所1996年開始開展天然氣催化裂解法制備碳納米管技術,是國內最早突破碳納米管批量生產技術及碳納米管工業應用技術的機構,得到了中國科學院、國家“863”計劃納米材料專項等多個科研計劃的支持。目前已經建成批量生產裝置,形成8個系列100多個品種的碳納米管產品,其中高純度單壁碳納米管產品及各種直徑的高純度多壁碳納米管產品享譽國內外,成為了國際上碳納米管產品的主要生產商和供應商。開發的碳納米管復合導電劑能將鋰離子電池的使用壽命延長一倍以上,在動力電池領域展示了重要的應用前景。目前,用于生產鋰離子電池導電劑的碳納米管產量已達30噸/年。以公司技術為依托,創建了成都中科來方能源科技有限公司、深圳市貝特瑞電池材料股份有限公司等企業。
2.中國科學院大連化物所—一甲子的接續努力,中國氫燃料電池技術的開創引領者
氫燃料電池是能源界的“績優股”。相較于火力發電將化學能轉化為機械能、再轉化為電能,氫燃料電池直接將化學能轉化為電能,將能效從20%左右提升到50%以上。中國科學院大連化學物理研究所,以衣寶廉院士擔任學術領頭人,是中國燃料電池技術的開創者,自上世紀60年代起,大連化物所就開始氫燃料電池技術和應用的研究。一甲子的默默堅守。氫燃料電池研究,涼了熱,熱了涼;很多人來了走,走了來,但大連化物所始終如一,一刻不停。如今,研究團隊連續突破了高性能催化劑、增強復合膜、高性能低鉑膜電極、耐蝕薄層金屬雙極板、高比功率電堆、耐低溫系統集成及質子交換膜高效電解水制氫等核心技術,并基于這些核心技術開發出新一代氫燃料電池,電池的比功率從最初的1千瓦每升提升到4千瓦每升,達到國際先進水平。已在大連新源動力、安徽明天氫能等多家公司實現產業化。猛然一回頭,才發現走了這么遠。如今,氫燃料電池汽車的使用,國際正在看中國。