由于锂离子的输运快慢与电池性能息息相关,因此开发兼具高离子电导率、高稳定性、高机械强度的固体电解质材料势在必行。
材料基因组是近年来兴起的材料探索方法,其研究的关键是实现材料研发的“高通量”,即并发式完成“一批”而非“一个”材料样品的计算模拟、制备和表征,实现系统的筛选和优化材料,从而加快材料从发现到应用的过程。在锂电池中,从改善安全性的角度考虑,全固态锂电池被公认为未来二次电池的重要发展方向。然而使用固体电解质材料的一个最大问题是固体电解质中锂离子电导率比常规液态电解质中低了至少一个数量级。由于锂离子的输运快慢与电池性能息息相关,因此开发兼具高离子电导率、高稳定性、高机械强度的固体电解质材料势在必行。
目前和今后很长时期内,我国能源结构仍将是以煤炭为主,但是煤炭的开发和加工利用已经成为环境污染物排放的主要来源,近年来全国各地出现的雾霾天气更是引起人们的高度关注。因此,发展洁净煤技术是我国能源发展的必然选择。
燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的清洁高效的发电器件,是解决目前化石类燃料燃烧发电效率低和污染环境的最有效手段之一,一直是国际上清洁能源领域的研究热点,可以真正实现将煤的利用“由黑变绿”。 目前,由煤制甲醇和合成气的生产技术成熟,成本低。近年来,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)清洁能源实验室E01课题组孙春文副研究员和陈立泉院士围绕煤炭的清洁高效利用这一课题,致力于碳基燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)的研究。其中,DMFC是以甲醇为燃料,离子交换膜为电解质的一类燃料电池。与其它质子交换膜燃料电池相比,DMFC最显著的特点是不用氢气。甲醇价格便宜,储存、携带方便,并且有完整的生产销售网络。DMFC尤其适用于交通工具和便携式电源,此外,也可应用于军事潜艇、单兵作战电源等,应用前景十分广阔。但是,开发具有高催化活性和抗CO毒化的甲醇电氧化催化剂仍然是目前DMFC面临的两大挑战。
李泓:非常高兴跟大家分享我们的工作,因为我们最近制定国家重点研发计划包括编写意见的时候涉及到储能方面,如果我的理解有偏差欢迎各位同行交流和指正。
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