无标题文档

开展新能源研究 实现可持续发展

王革华

   21世纪人类将面临着巨大的能源挑战。一方面随着社会经济快速发展,能源需求量不断增加;另一方面保护环境的要求越来越严格,对目前以化石燃料为主的能源体系不断提出新的限制。同时化石燃料的储量是有限的,终将面临枯竭。因此,在21世纪开发新的清洁能源是能源领域发展的必然趋势,新能源将成为人类主要的战略选择。

   根据学校在“清华大学核能技术设计研究院”更名为“清华大学核能与新能源技术研究院”批文中的要求,核研院在继续保持原有特色,不断加强核领域的创新能力的基础上,积极开展新能源研究,抓紧相关学科布局,充分利用我校多学科发展的综合优势,努力建设具有一定规模和高水平的新能源研究基地。目前已经初步形成了以氢能为重点,包括新能源材料、新型电池、太阳能光电、生物质能液体燃料等方面的学科布局,在一些方面已经取得进展,并在国内占有一席之地。

   利用优势,开展核能制氢研究。相对其他清洁能源来说,核能的发展较为成熟,已经进入商业运营阶段;而且核能的产生过程不向环境排放温室气体和其他有害废物,是一种无排放的能源,为大规模制氢提供了新的可能。核研院在制氢方面具有较好的基础和明显的特色优势。在学科基础和人才方面,已经初步掌握了核能天然气重整制氢的工艺和热化学循环制氢的基本原理,并已经作了一些理论的和实验室的准备工作;在研究条件方面,核研院建成的10兆瓦高温气冷实验堆,为核能-氢能转化的研究提供了平台。目前已初步确定了热化学循环流程制氢的技术路线,并建立了实验室台架,开始了制氢实验研究。

   燃料电池研究开发已经取得进展。燃料电池是通过把燃料进行电化学反应,直接释放出电能的绿色能量转换装置,是目前国内外重点研究的氢能利用技术。我院在燃料电池研究领域取得了初步进展,在某些方面处于国内先进地位,在国内外享有较高声誉。几年来,我院承担了燃料电池催化剂,燃料电池发动机和直接甲醇燃料电池等三项国家“863”项目,是国家“973”氢能基础研究项目的组长单位。目前已经研制成功50kW车用燃料电池发动机和7kW质子交换膜燃料电池电站样机。正在与企业合作开展便携式直接甲醇燃料电池的研制,将尽快走向市场化。

   新型高能电池研究蓄势待发。新能源的开发离不开储能技术的发展,作为储能技术重要组成部分的电池技术必将在新能源技术的发展中发挥越来越重要的作用。核研院新型能源与材料化学研究室在先进二次电池及相关材料方面的研究工作起步于1994年,研究的镍氢电池正极活性材料高密度球形氢氧化镍于1996年实现了产业化。1997年开始开展锂离子电池及相关材料的研究,如锂离子电池正极材料钴酸锂、镍钴酸锂和负极材料改性天然石墨等。我们在二次电池及材料的研究方面具备了一定的基础,形成了自己的技术特点和优势:依靠化学和化工专业的优势,强调创新,在电池材料的合成上逐渐形成了自己的技术强项;不断开发和完善控制结晶工艺,在氧化物类电池材料的合成中先后制备出高密度球形材料,保持了在这方面的领先水平;开发了制备电池材料的溶胶-凝胶、电沉积、喷雾造粒等方法。目前成果转化工作已经开始。

   生物质液体燃料研究已经起步。核研院与有关单位合作进行了有关生物质如木质纤维素原料的预处理研究、固态发酵新工艺生产纤维素酶、发酵乙醇新工艺、植物油脂合成生物柴油等的研究,正在致力于促进早日实现生物质制备生物能源的工业化的研究。
纳米能源材料研究正在起步。在纳米材料领域,纳米能源材料是最活跃和最具有发展前途的研究领域之一。核研院利用多年在纳米材料研究领域积累的经验和条件,瞄准国际前沿,正在积极筹建纳米能源与环境材料研究平台,计划以敏化纳米晶TiO2太阳能电池、燃料电池纳米电极材料和高效储氢材料等作为突破口,在能源材料学科建设上走出特色之路。

注:(作者为核研院副院长)

(编辑 魏磊)

2004年10月09日 08:07:46  清华新闻网

更多 ›图说清华

最新更新