让技术创新与学科交叉“手牵手”

本文转自：科技日报

让技术创新与学科交叉“手牵手”

——专家热议新能源技术从科学突破到产业化之路

◎本报记者 张佳星

“刚开始国外不看好晶硅电池，但中国通过提质增效把它做成‘萝卜白菜价’（可被市场接受的低成本），晶硅电池得到大规模推广。而国外看好的薄膜电池，成本却一直降不下来。”日前，在北京举办的“新能源科学论坛2023”上，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高用这样一个对比的例子阐明了一个观点：无论是哪类技术路线，从科学突破到产业化应用都会遇到曲折，需要不断“打磨”，才有望被市场接受。

近年来，可持续能源的市场占比不断增加。随着绿色化、智能化的推进，新能源技术不断迭代，如何让这些新技术更快实现产业化？与会专家认为，来自技术创新和学科交叉的不断“打磨”，将为科学突破走向产业化提供更顺畅的路径。

技术“打磨”让产品性能增强

“在能量提升的同时，锂电成本从每瓦时5元降至0.5元，降低了90%。”欧阳明高表示，这些技术进步与相关政策叠加，大大推动了电动汽车产业的发展。

技术的“打磨”让锂电池寿命变长、成本降低、性能增强。

资料显示，10年前，锂离子动力电池充电一次，仅能为汽车提供100多公里的续航动力；而现在，续航里程可达到1000公里。

更多技术迭代正在推进新能源利用的新变革。“相比于晶硅电池，钙钛矿光伏技术理论上可使生产能耗从1.52千瓦/小时下降到0.12千瓦/小时，生产周期从72小时下降至3小时。”北京大学材料科学与工程学院教授周欢萍介绍，钙钛矿太阳能电池技术近几年发展迅速，其在原料价格、加工周期、广电效率、度电成本等方面优势日渐明显。

如何让钙钛矿电池更好满足产业期望？新能源研发领域持续开展各类技术“打磨”研究，例如研发优势兼顾的“叠层”电池。“钙钛矿与晶硅的叠层电池能够实现对太阳能全光谱的利用。”欧阳明高介绍，它的光电转化效率已经达到40%，是当前大规模应用的光伏电池转化效率的两倍。

“当技术的产业化处于起步阶段时，企业需要持续推进科技创新，解决其市场化应用的痛点。”纬景储能科技有限公司副总裁谷雨说，产品需经历从实验室到小试线、中试线直至大规模生产的“打磨”，这个过程也是对企业制造水平与工艺能力的挑战。

开展更多交叉融合的探索

“人工智能大模型将改变材料寻找此前‘手工作坊’的试错方式，大幅度提升材料技术创新的效率。”欧阳明高认为，新能源领域的技术创新涉及大量的学科交叉，除了能量过程控制、材料科学等，新能源科技还在与仿真计算、人工智能、微纳制备等领域融合。

北京大学能源研究院研究员章凯强认为，把技术从实验室搬到现场，必须开展交叉融合的探索。他介绍，北京大学鄂尔多斯研究院正在鄂尔多斯推进“零碳机场”项目。该项目集成了储能、地下清洁能源、节能减碳、分布式资源和CCUS（碳捕集、利用与封存）等多种技术，需要从化学、供热、工程等多方面开展科技集成创新，才能让先进的技术路线应用落地。

“因此，企业应重视多元化人才队伍建设。”章凯强建议，以储能企业为例，除了电化学专业，还应储备二三十个相关专业的人才，组成人才矩阵。这些人才可广泛开展产研合作，推动新能源领域的新技术成功产业化。