新奧中高溫熱電技術(shù)躋身世界先進(jìn)行列

【導讀】 今日材料工藝一小步,未來(lái)產(chǎn)業(yè)升級一大步。新奧是國內首家致力于中高溫(400~600℃)熱電技術(shù)研發(fā)并進(jìn)行應用化研究的企業(yè),技術(shù)達到國際先進(jìn)水平,瞄準全球熱電材料研究的最前沿,正在實(shí)現行業(yè)內的彎道超車(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)驗室里,研發(fā)人員們正在加班加點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗測試: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1.39;基于該材料的熱電模塊轉換效率超過(guò)8.5%,在連續1000小時(shí)的性能測試中顯示出輸出穩定、低衰減、無(wú)噪音等優(yōu)異性能。這預示著(zhù)新奧該項技術(shù)已經(jīng)達到國際先進(jìn)水平。

在制備車(chē)間的產(chǎn)品展臺上,擺放著(zhù)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,據行業(yè)調研和公開(kāi)資料顯示,國內外熱電轉換效率普遍在8%以下,新奧科研團隊經(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),獨創(chuàng )了熱電模塊防擴散層和穩固焊接工藝,從而具備了高性能熱電材料、模塊、器件全流程生產(chǎn)和檢測能力。

材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎,與信息、能源并稱(chēng)為當代文明的三大支柱。人們對材料的認識和利用的能力,決定著(zhù)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目負責人告訴記者,熱電行業(yè)內雖然有很多研發(fā)機構,但研究大多局限在300℃以下的低溫領(lǐng)域。新奧是國內首家對中高溫(400~600℃)熱電技術(shù)研發(fā)并進(jìn)行應用化研究的企業(yè),不僅具備了定制化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制備和專(zhuān)業(yè)化檢測能力,而且關(guān)鍵技術(shù)指標已經(jīng)達到歐美、日本等國際先進(jìn)水平,制造成本也隨著(zhù)原料國產(chǎn)化實(shí)現了大幅下降。

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)家帶隊、學(xué)科完整的專(zhuān)業(yè)化研發(fā)團隊,在學(xué)習借鑒全球行業(yè)經(jīng)驗的基礎上,建成了國際一流水平的研發(fā)平臺,擁有專(zhuān)業(yè)化實(shí)驗室及配套的先進(jìn)儀器設備,形成多項核心專(zhuān)利成果。目前團隊仍在快速壯大,瞄準全球熱電材料研究的最前沿,正在實(shí)現行業(yè)內的彎道超車(chē)乃至局部領(lǐng)跑。

材料工藝一小步,裝置升級一大步。新奧科研團隊不僅在熱電材料領(lǐng)域有重大突破,而且涉及能源新材料多個(gè)領(lǐng)域,并且已在新奧內部成功應用落地。2019年,新奧自主建成中國首座中等規模托卡馬克聚變實(shí)驗裝置。材料團隊不僅制備了滿(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證實(shí)驗核靶的需求難題,特別是微米自支撐硼靶屬?lài)鴥仁讋?chuàng );另外,在深層地熱領(lǐng)域,為延長(cháng)鉆井用的等離子炬使用壽命,材料團隊自主研發(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)現跨越式倍增。

新奧能源研究院院長(cháng)陳培培博士表示,能源新材料是戰略新興產(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”。新奧科研團隊將不忘初心,砥礪前行,持續開(kāi)展熱電材料技術(shù)創(chuàng )新,為我國清潔能源創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)升級做出新的更大貢獻。同時(shí),也期待與國內外科研機構同行密切交流合作,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,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,達到國際領(lǐng)先水平?，F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、深層地熱等技術(shù)。

新奧能源研究院擁有煤基低碳能源國家重點(diǎn)實(shí)驗室、海外高層次人才創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)基地、國際科技合作基地、國家認定企業(yè)技術(shù)中心等科研平臺,建有大型產(chǎn)業(yè)化示范基地;擁有500多人的專(zhuān)業(yè)化科研團隊,其中海外高層次人才20多名,曾獲“十一五”國家科技計劃執行優(yōu)秀團隊、河北省“巨人計劃”創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)團隊等榮譽(yù)稱(chēng)號;截止2019年底,先后承擔國家973/863計劃、國家科技支撐項目、國際科技合作項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等30多項,累計申請專(zhuān)利1900多項,其中申請發(fā)明專(zhuān)利1100多項,已授權專(zhuān)利1300多項,其中已授權發(fā)明專(zhuān)利600多項。