無(wú)標(biāo)題文檔開(kāi)展新能源研究 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
王革華
21世紀(jì)人類(lèi)將面臨著巨大的能源挑戰(zhàn)。一方面隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源需求量不斷增加；另一方面保護(hù)環(huán)境的要求越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)目前以化石燃料為主的能源體系不斷提出新的限制。同時(shí)化石燃料的儲(chǔ)量是有限的，終將面臨枯竭。因此，在21世紀(jì)開(kāi)發(fā)新的清潔能源是能源領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)，新能源將成為人類(lèi)主要的戰(zhàn)略選擇。
根據(jù)學(xué)校在“清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計(jì)研究院”更名為“清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院”批文中的要求，核研院在繼續(xù)保持原有特色，不斷加強(qiáng)核領(lǐng)域的創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上，積極開(kāi)展新能源研究，抓緊相關(guān)學(xué)科布局，充分利用我校多學(xué)科發(fā)展的綜合優(yōu)勢(shì)，努力建設(shè)具有一定規(guī)模和高水平的新能源研究基地。目前已經(jīng)初步形成了以氫能為重點(diǎn)，包括新能源材料、新型電池、太陽(yáng)能光電、生物質(zhì)能液體燃料等方面的學(xué)科布局，在一些方面已經(jīng)取得進(jìn)展，并在國(guó)內(nèi)占有一席之地。
利用優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展核能制氫研究。相對(duì)其他清潔能源來(lái)說(shuō)，核能的發(fā)展較為成熟，已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)營(yíng)階段；而且核能的產(chǎn)生過(guò)程不向環(huán)境排放溫室氣體和其他有害廢物，是一種無(wú)排放的能源，為大規(guī)模制氫提供了新的可能。核研院在制氫方面具有較好的基礎(chǔ)和明顯的特色優(yōu)勢(shì)。在學(xué)科基礎(chǔ)和人才方面，已經(jīng)初步掌握了核能天然氣重整制氫的工藝和熱化學(xué)循環(huán)制氫的基本原理，并已經(jīng)作了一些理論的和實(shí)驗(yàn)室的準(zhǔn)備工作；在研究條件方面，核研院建成的10兆瓦高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆，為核能－氫能轉(zhuǎn)化的研究提供了平臺(tái)。目前已初步確定了熱化學(xué)循環(huán)流程制氫的技術(shù)路線(xiàn)，并建立了實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架，開(kāi)始了制氫實(shí)驗(yàn)研究。
燃料電池研究開(kāi)發(fā)已經(jīng)取得進(jìn)展。燃料電池是通過(guò)把燃料進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，直接釋放出電能的綠色能量轉(zhuǎn)換裝置，是目前國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)研究的氫能利用技術(shù)。我院在燃料電池研究領(lǐng)域取得了初步進(jìn)展，在某些方面處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)地位，在國(guó)內(nèi)外享有較高聲譽(yù)。幾年來(lái)，我院承擔(dān)了燃料電池催化劑，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)和直接甲醇燃料電池等三項(xiàng)國(guó)家“863”項(xiàng)目，是國(guó)家“973”氫能基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的組長(zhǎng)單位。目前已經(jīng)研制成功50kW車(chē)用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)和7kW質(zhì)子交換膜燃料電池電站樣機(jī)。正在與企業(yè)合作開(kāi)展便攜式直接甲醇燃料電池的研制，將盡快走向市場(chǎng)化。
新型高能電池研究蓄勢(shì)待發(fā)。新能源的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，作為儲(chǔ)能技術(shù)重要組成部分的電池技術(shù)必將在新能源技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。核研院新型能源與材料化學(xué)研究室在先進(jìn)二次電池及相關(guān)材料方面的研究工作起步于1994年，研究的鎳氫電池正極活性材料高密度球形氫氧化鎳于1996年實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。1997年開(kāi)始開(kāi)展鋰離子電池及相關(guān)材料的研究，如鋰離子電池正極材料鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰和負(fù)極材料改性天然石墨等。我們?cè)诙坞姵丶安牧系难芯糠矫婢邆淞艘欢ǖ幕A(chǔ)，形成了自己的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：依靠化學(xué)和化工專(zhuān)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，在電池材料的合成上逐漸形成了自己的技術(shù)強(qiáng)項(xiàng)；不斷開(kāi)發(fā)和完善控制結(jié)晶工藝，在氧化物類(lèi)電池材料的合成中先后制備出高密度球形材料，保持了在這方面的領(lǐng)先水平；開(kāi)發(fā)了制備電池材料的溶膠－凝膠、電沉積、噴霧造粒等方法。目前成果轉(zhuǎn)化工作已經(jīng)開(kāi)始。
生物質(zhì)液體燃料研究已經(jīng)起步。核研院與有關(guān)單位合作進(jìn)行了有關(guān)生物質(zhì)如木質(zhì)纖維素原料的預(yù)處理研究、固態(tài)發(fā)酵新工藝生產(chǎn)纖維素酶、發(fā)酵乙醇新工藝、植物油脂合成生物柴油等的研究，正在致力于促進(jìn)早日實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)制備生物能源的工業(yè)化的研究。
納米能源材料研究正在起步。在納米材料領(lǐng)域，納米能源材料是最活躍和最具有發(fā)展前途的研究領(lǐng)域之一。核研院利用多年在納米材料研究領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)和條件，瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，正在積極籌建納米能源與環(huán)境材料研究平臺(tái)，計(jì)劃以敏化納米晶TiO2太陽(yáng)能電池、燃料電池納米電極材料和高效儲(chǔ)氫材料等作為突破口，在能源材料學(xué)科建設(shè)上走出特色之路。
注：(作者為核研院副院長(zhǎng))
（編輯 魏磊）
