化工新材料:助力能源产业创新发展

      我国“双碳”战略下,新能源产业快速发展,对相关材料的性能提出了更高要求。近年来,我国化工新材料产业不断创新升级,助力新能源产业实现跨越式发展。在近日于四川德阳举行的2022世界清洁能源装备大会上,与会专家达成了上述共识。

  硅片技术:助力光伏产业快速发展

  国家制造强国建设战略咨询委员会委员,中国工程战略咨询中心、制造业研究室主任屈贤明表示,硅片技术的换道超车为我国光伏产业成为全球规模最大、产业体系最完整,具有全产业链竞争优势的战略性新型产业贡献了力量。

  “全球来看,我国光伏发电装备已经处于主导地位。”屈贤明表示。2021年,我国多晶硅产量约占全球产量70%以上,硅片产量占全球96%,电池片产量占全球93%,电池组件产量占全球91%。不仅如此,我国在光伏领域的专利申请数量居全球首位,商业化的光电转化效率以及实验室的转化效益也均处于较高水平。

  屈贤明认为,技术工艺与制造设备的创新是取得上述成绩的关键。以隆基绿能为例,作为我国光伏发电设备的领军企业,该公司摒弃了国内外普遍采用的多晶硅技术路线,另辟新路选择了光电转换效率高的单晶硅片技术新路线。隆基能源通过10多年的单晶硅片生产方法研究和攻关,于2020年将硅片价格从2006年的每片200元降到每片3元,光伏发电成本也降至每千瓦时0.1元,低于煤电成本。

  储氢材料技术:保障储运装备可靠性

  “氢能储运装备的可靠性制造技术是产业发展急需破解的难题。”中国工程院院士、中国机械工业集团有限公司总工程师陈学东表示,突破氢能储运装备关键核心技术,确保装备安全与经济性运行是夯实氢能产业发展技术的迫切需求。

  据了解,目前储氢方式分为气态储氢、液态储氢、固态储氢。储氢场景则包括加氢站、运输车和燃料电池车等储存场景。陈学东提到,在气态储氢领域,储氢瓶作为承载氢气的容器,其构造、材料等都要保证氢能储运装备的安全性。

  陈学东表示,具体来说,在车载高压用氢领域,储氢瓶、瓶口组合阀是关键难题。“我国正在研制Ⅳ型塑料内胆纤维缠绕瓶和瓶口组合阀,目前已经开发出样机,正在进行各项性能测试试验。然而,储氢瓶仍存内胆中复合材料树脂基体和碳纤维结合不牢、纤维发生断裂,瓶口密封泄漏等问题。攻关储氢瓶塑料内胆的关键在于材料,目前我国所用材料是尼龙66或者超高密度聚乙烯。这两种材料各有优缺点,需要对其进行改性,目前北京化工大学正在对该问题进行研究。”陈学东表示。

  复合新材料:让风电装备更高效

  风电等清洁能源装备产业的发展也同样离不开化工新材料。

  中国机械科学研究总院集团有限公司科技发展部部长吴进军表示,清洁能源装备是典型的重大技术装备,多存在超高或超低温等情况,对零部件的极限性能及装备可靠性要求日益提升。

  吴进军举例说,在风电方面,叶片作为风电最主要的核心部件,是风力发电机组的输入端,也是能量的来源。能否制造更大容量、更高效率的机组,取决于制造叶片的材料性能,碳纤维材料是解决该问题的关键。

关键字:化工新材料
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