天津大學科研團隊發現超高能量存儲“金鑰匙”
日(ri)期(qi)：2019-03-29 14:38:50 來源：凡(fan)帝朗
無人(ren)機(ji) “超長航(hang)時飛行”、心(xin)臟起(qi)搏器供電(dian)終身、一(yi)條仿(fang)生機(ji)器魚可(ke)以在海洋(yang)中穿行上萬公里……隨著科技(ji)快速發(fa)展，超高能量存儲技(ji)術(shu)(shu)(shu)成為人(ren)類社會(hui)進(jin)步的(de)重要(yao)標志之一(yi)。據(ju)天津大(da)學消息，日前，該校封偉(wei)教授團隊成功(gong)研制出(chu)超高能量氟化碳材料，性能大(da)幅度領先國(guo)內外同類產品，該技(ji)術(shu)(shu)(shu)現(xian)已獲得多項中國(guo)和(he)國(guo)際發(fa)明專(zhuan)利授權，有望使我國(guo)率先突破超高能量存儲這一(yi)“卡脖子”關鍵技(ji)術(shu)(shu)(shu)。
氟(fu)化碳(tan)是目(mu)前(qian)世界上理論能量密(mi)度(du)最高(gao)的原電(dian)池(chi)固態正(zheng)極材料(liao)，在(zai)電(dian)子器(qi)件、生物醫學和(he)裝備(bei)電(dian)源(yuan)等(deng)領域(yu)有(you)廣(guang)闊應用前(qian)景。“長期以(yi)來，西方發(fa)(fa)(fa)達國家一直將高(gao)能量氟(fu)化碳(tan)制備(bei)視為(wei)核(he)心技(ji)(ji)術，嚴禁技(ji)(ji)術輸出和(he)公開(kai)交(jiao)流(liu)。我國相(xiang)關領域(yu)發(fa)(fa)(fa)展遠滯(zhi)后于美、日等(deng)發(fa)(fa)(fa)達國家，產品性能遠低于國外(wai)同類產品。”封偉表(biao)示，目(mu)前(qian)國內廣(guang)泛使用的氟(fu)化碳(tan)材料(liao)主要依賴(lai)國外(wai)進口，價(jia)格高(gao)達600～800萬元/噸，嚴重制約了我國相(xiang)關領域(yu)科學研究和(he)產業發(fa)(fa)(fa)展。
當前，對(dui)于(yu)國(guo)(guo)際主流的(de)(de)氟化(hua)碳(tan)材(cai)料(liao)領域(yu)而言(yan)，“能(neng)量密(mi)(mi)度(du)(du)(du)高(gao)(gao)”和(he)“功率(lv)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)高(gao)(gao)”這兩(liang)個屬性通常難(nan)以兼(jian)顧。2008年，封偉團(tuan)(tuan)隊(dui)率(lv)先(xian)提出(chu)通過開(kai)發具有(you)獨特結(jie)構的(de)(de)新型氟化(hua)碳(tan)材(cai)料(liao)，致力于(yu)實現(xian)氟化(hua)碳(tan)材(cai)料(liao)能(neng)量密(mi)(mi)度(du)(du)(du)和(he)功率(lv)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)“雙高(gao)(gao)”的(de)(de)目標。歷經十余年攻關，該團(tuan)(tuan)隊(dui)通過顛覆(fu)共價型氟碳(tan)結(jie)構，在國(guo)(guo)際上率(lv)先(xian)研制出(chu)新型氟化(hua)碳(tan)材(cai)料(liao)。研究結(jie)果顯示：這一新材(cai)料(liao)能(neng)量密(mi)(mi)度(du)(du)(du)達(da)到2738 Wh/kg，比國(guo)(guo)外同類產(chan)品高(gao)(gao)30%，達(da)到世界領先(xian)水平，同時(shi)在超大放電(dian)電(dian)流條件下(xia)穩(wen)定工作，真正(zheng)實現(xian)了(le)能(neng)量密(mi)(mi)度(du)(du)(du)與(yu)功率(lv)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)“雙高(gao)(gao)”。
“這種新型氟(fu)化碳(tan)材料制備技術標志(zhi)著我(wo)(wo)國成功(gong)突破了超高(gao)能量存儲這一(yi)‘卡脖子’關鍵技術，一(yi)舉(ju)突破發達(da)國家對我(wo)(wo)國長達(da)數十年的技術封鎖。” 封偉表示(shi)。“目前團隊(dui)已經實現了新型氟(fu)化碳(tan)材料的穩定生產，并深(shen)入挖掘了氟(fu)化機理、結構調控、電化學(xue)動力學(xue)等科學(xue)問題。我(wo)(wo)相信，我(wo)(wo)們的‘中國創造’有(you)望在不遠(yuan)的將來站在全球高(gao)能量存儲行業的制高(gao)點(dian)。”