新奧中高溫?zé)犭娂夹g(shù)躋身世界先進(jìn)行列

【導(dǎo)讀】 今日材料工藝一小步,未來(lái)產(chǎn)業(yè)升級(jí)一大步。新奧是國(guó)內(nèi)首家致力于中高溫(400~600℃)熱電技術(shù)研發(fā)并進(jìn)行應(yīng)用化研究的企業(yè),技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,瞄準(zhǔn)全球熱電材料研究的最前沿,正在實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)的彎道超車(chē)乃至局部領(lǐng)跑。

4月19日是星期天,正值24節(jié)氣中的谷雨,春意正濃。在位于河北廊坊新奧科技園的新奧熱電材料實(shí)驗(yàn)室里,研發(fā)人員們正在加班加點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試:他們自主研發(fā)的基于方鈷礦的熱電材料,ZT值工業(yè)化水平已經(jīng)達(dá)1.39;基于該材料的熱電模塊轉(zhuǎn)換效率超過(guò)8.5%,在連續(xù)1000小時(shí)的性能測(cè)試中顯示出輸出穩(wěn)定、低衰減、無(wú)噪音等優(yōu)異性能。這預(yù)示著新奧該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

在制備車(chē)間的產(chǎn)品展臺(tái)上,擺放著不同形態(tài)的熱電材料、電極模塊以及熱電器件樣品。研發(fā)人員告訴記者,據(jù)行業(yè)調(diào)研和公開(kāi)資料顯示,國(guó)內(nèi)外熱電轉(zhuǎn)換效率普遍在8%以下,新奧科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)不懈探索,已經(jīng)成功突破行業(yè)技術(shù)瓶頸,擁有了高性能材料組分的配方,掌握了相關(guān)材料及模塊的制備核心技術(shù),獨(dú)創(chuàng)了熱電模塊防擴(kuò)散層和穩(wěn)固焊接工藝,從而具備了高性能熱電材料、模塊、器件全流程生產(chǎn)和檢測(cè)能力。

材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),與信息、能源并稱(chēng)為當(dāng)代文明的三大支柱。人們對(duì)材料的認(rèn)識(shí)和利用的能力,決定著生產(chǎn)力水平和生活質(zhì)量。高性能材料創(chuàng)新,將會(huì)在工業(yè)、能源、航天、醫(yī)療等領(lǐng)域引發(fā)顛覆式變革。

新奧能源研究院熱電材料項(xiàng)目負(fù)責(zé)人告訴記者,熱電行業(yè)內(nèi)雖然有很多研發(fā)機(jī)構(gòu),但研究大多局限在300℃以下的低溫領(lǐng)域。新奧是國(guó)內(nèi)首家對(duì)中高溫(400~600℃)熱電技術(shù)研發(fā)并進(jìn)行應(yīng)用化研究的企業(yè),不僅具備了定制化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制備和專(zhuān)業(yè)化檢測(cè)能力,而且關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到歐美、日本等國(guó)際先進(jìn)水平,制造成本也隨著原料國(guó)產(chǎn)化實(shí)現(xiàn)了大幅下降。

技術(shù)突破的背后是智力和資源的高度聚焦和耦合。截止目前,新奧組建形成了一支由海外高層次專(zhuān)家?guī)ш?duì)、學(xué)科完整的專(zhuān)業(yè)化研發(fā)團(tuán)隊(duì),在學(xué)習(xí)借鑒全球行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建成了國(guó)際一流水平的研發(fā)平臺(tái),擁有專(zhuān)業(yè)化實(shí)驗(yàn)室及配套的先進(jìn)儀器設(shè)備,形成多項(xiàng)核心專(zhuān)利成果。目前團(tuán)隊(duì)仍在快速壯大,瞄準(zhǔn)全球熱電材料研究的最前沿,正在實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)的彎道超車(chē)乃至局部領(lǐng)跑。

材料工藝一小步,裝置升級(jí)一大步。新奧科研團(tuán)隊(duì)不僅在熱電材料領(lǐng)域有重大突破,而且涉及能源新材料多個(gè)領(lǐng)域,并且已在新奧內(nèi)部成功應(yīng)用落地。2019年,新奧自主建成中國(guó)首座中等規(guī)模托卡馬克聚變實(shí)驗(yàn)裝置。材料團(tuán)隊(duì)不僅制備了滿(mǎn)足裝置壁處理需求的硼膜,為聚變獲得高純等離子體提供了保障,而且還開(kāi)發(fā)了薄硼靶和厚硼靶制備技術(shù),解決了氫硼聚變物理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)核靶的需求難題,特別是微米自支撐硼靶屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng);另外,在深層地?zé)犷I(lǐng)域,為延長(zhǎng)鉆井用的等離子炬使用壽命,材料團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了陰極材料,使用壽命超過(guò)行業(yè)同類(lèi)產(chǎn)品3 倍以上,從而使等離子炬壽命實(shí)現(xiàn)跨越式倍增。

新奧能源研究院院長(zhǎng)陳培培博士表示,能源新材料是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,也是支撐能源變革的“發(fā)明之母”和“產(chǎn)業(yè)糧食”。新奧科研團(tuán)隊(duì)將不忘初心,砥礪前行,持續(xù)開(kāi)展熱電材料技術(shù)創(chuàng)新,為我國(guó)清潔能源創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)做出新的更大貢獻(xiàn)。同時(shí),也期待與國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)同行密切交流合作,聯(lián)手推進(jìn)高性能熱電材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,共同探索與見(jiàn)證未來(lái)能源的神奇力量!

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新奧能源研究院成立于2006年,隸屬新奧集團(tuán),專(zhuān)注于清潔能源技術(shù)創(chuàng)新。過(guò)去十余年,已在煤基低碳能源與泛能網(wǎng)等技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平?，F(xiàn)致力于無(wú)碳能源技術(shù)創(chuàng)新,重點(diǎn)布局能源新材料、緊湊型聚變、深層地?zé)岬燃夹g(shù)。

新奧能源研究院擁有煤基低碳能源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、海外高層次人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地、國(guó)際科技合作基地、國(guó)家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心等科研平臺(tái),建有大型產(chǎn)業(yè)化示范基地;擁有500多人的專(zhuān)業(yè)化科研團(tuán)隊(duì),其中海外高層次人才20多名,曾獲“十一五”國(guó)家科技計(jì)劃執(zhí)行優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)、河北省“巨人計(jì)劃”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào);截止2019年底,先后承擔(dān)國(guó)家973/863計(jì)劃、國(guó)家科技支撐項(xiàng)目、國(guó)際科技合作項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等30多項(xiàng),累計(jì)申請(qǐng)專(zhuān)利1900多項(xiàng),其中申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利1100多項(xiàng),已授權(quán)專(zhuān)利1300多項(xiàng),其中已授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利600多項(xiàng)。