【直播】未来·局 | 碳中和科技：02期 · 储能发展
活动名称：
未来·局 | 碳中和科技：02期 · 储能发展
活动时间：
2022年8月13日（周六）9:00
主持嘉宾：
杨远 副教授（哥伦比亚大学）
主讲嘉宾：
崔屹 终身教授（斯坦福大学）
胡勇胜 研究员（中国科学院物理研究所）
李先锋 副所长（中国科学院大连化学物理研究所）
讨论嘉宾：
金阳 教授（郑州大学）
主办方：
未来论坛
锂金属电池：利用三层结构电极，显著提升锂金属电池能量密度
锂金属电池因其具有极高的能量密度，对下一代储能系统具有较高的吸引力。在先进电池领域，哥伦比亚大学应用物理与应用数学系副教授杨远开发了一种提升锂离子电池能量密度的全新方法。
锂离子电池的能量密度(或者叫容量)在过去的25年中一直保持着5-7%的年增长率，而杨远研究成果给进一步提高这个增长率提供了可行性方案。他所采用的石墨/PMMA/Li三层结构电极，能在裸露的空气环境中稳定生产含锂金属的电极，这也为实现电池电极的量产提供了可行性方案。
与此同时，由于三层结构电极稳定性更强，能够将现有石墨电极的损耗从8%降低到0.3%，将硅电极的损耗从13%降低到-15%(负数表示由于添加了新的锂材料，导致电池的容量教初始状态还有了增加)，因而使得电池电量更加持久、制造成本进一步降低并将锂电池的能量密度也提高了10-30%。
金属氢电池：有望成为低成本、免维护的锂离子电池替代品
过去40年，用于航天工业的镍氢电池已被证明是一种令人难以置信的、强大的储能技术。虽然价格昂贵，但镍氢电池首屈一指，性能和寿命获得了公认。前不久，斯坦福大学材料系终身教授崔屹团队研发的金属氢电池作为一种低成本材料，可以以有竞争力的、突破性的价格提供同样的性能和持久性。
据媒体报道，这种金属氢电池每千瓦时循环成本有望降至0.01美元，而电池工作寿命可以达到30年，这也让金属氢电池有望成为低成本、免维护的锂离子电池替代品，为大规模固定能量存储提供了理想的存储解决方案。
我国8成锂资源依赖进口，钠离子电池成为科研与市场关注热点
电动化是社会发展的必然趋势，迫切需要高性能的动力电池和储能电池。锂离子电池是当下动力电池的最佳选择，然而，我国八成锂资源依赖进口，目前锂离子电池已难以同时支撑起电动汽车和储能两大产业的发展，寻找替代或备选储能技术，正成为世界各国技术竞争的焦点，企业也在纷纷寻找备选技术路线。其中，钠离子电池是科研与市场的关注热点之一。
中国科学院物理研究所研究员胡勇胜曾在采访中表示，发展钠离子电池有望缓解因锂资源短缺及分布不均引发的储能发展受限的问题，具有重要的经济价值和战略意义。据胡勇胜介绍，钠离子电池产品将主要应用于150瓦时/千克以下场景，在储能电池和低速电动车领域，将成为锂离子电池的有益补充。
我国储能科技发展现状如何？
大规模储能的核心挑战是什么？面临怎样的技术难题？
未来储能产业发展前景如何？
8月13日（周六）9:00-12:00
由未来论坛青年科学家共同发起的——
2022未来·局：碳中和科技系列课题
即将开启02期热门话题：
储能发展
02期活动由未来论坛与青山科技基金共同组织，将聚焦大规模储能在应用场景下的技术难题、供给侧期待、实践方案及发展前景。同时，邀请权威科学家、卓越产业界领袖、行业研究机构专家探讨碳中和背景下，储能产业在突破可再生能源不稳定性问题中的优化思路及探索实践。
直播通道
蔻享学术直播间 |
Agenda
会议议程
- 北京时间 2022年8月13日（周六）上午09:00-12:00
会议形式：线上会议+网络直播
9:00-9:05 主持开场
- 杨远，未来论坛青年科学家，哥伦比亚大学应用物理与应用数学系副教授
9:05-10:25 主题报告（嘉宾不分先后，按照字母排序）
《Large Scale Stationary Energy Storage: Metal Hydrogen Batteries》
- 崔 屹，未来科学大奖科学委员会委员，斯坦福大学材料系终身教授，斯坦福Precourt能源研究所主任，Nano Letters执行主编，美国电池500联盟共同主任
摘要：Grid scale stationary energy storage is critical for integration of renewable electricity such as solar and wind into electric grid, and also enable the new opportunity for resilient and smart grid. The cost, life, safety and temperature range of batteries need to be significantly improved for this purpose. My lab we developed a breakthrough metal-H2 battery chemistry to meet the needs of grid scale storage, in which hydrogen gas electrodes is anodes and transition metal oxides are cathodes. This battery chemistry is low-cost, with long life over 30,000 cycles and 30 years. It can be operated in a wide range of temperature of -40 to +60 °C and is maintenance-free. The fast charging/discharge up to 10min is possible in this chemistry. The spinout company EnerVenue Inc. has realized very exciting commercial prototypes based on this technology. The metal-H2 battery affords an ideal storage solution for large scale stationary energy storage.
《钠离子储能电池：从基础研究到产业化探索》
- 胡勇胜，中国科学院物理研究所研究员、博士生导师，中科海钠创始人，英国皇家化学学会会士、英国物理学会会士
摘要：电动化是社会发展的必然趋势，迫切需要高性能的动力电池和储能电池。锂离子电池是当下动力电池的最佳选择，但随着其规模应用于交通运输领域，锂的需求量将大大增加。然而锂的储量有限，且分布不均匀（>50%集中于南美洲，我国只占到6%左右），目前我国80%锂资源依赖进口，为了将来不被卡脖子，亟需发展新型二次电池体系应用于户用储能、通信基站、数据中心、可再生能源接入电网等大规模储能领域。由于钠在地壳中储量丰富、分布广泛，具有和锂相似的物理化学性质，且钠离子电池生产装备与锂离子电池相兼容，已成为各国竞相发展的储能技术。钠离子电池技术有望在大规模储能应用中发挥重要作用，对我国能源安全和实现全面电动化具有重要的战略意义。
《高安全、长寿命液流电池储能技术》
- 李先锋，中国科学院大连化学物理研究所副所长、储能技术研究部部长
摘要：储能技术是构建以新能源为主体的新型电力系统，实现双碳目标的关键支撑技术。在众多的储能技术之中，液流电池储能技术具有安全性高、输出功率和储能容量可以独立设计、循环寿命长、深度放电无降解、电解液可循环利用、环境友好等优点，是目前储能的首选技术之一。目前，液流电池储能技术已经处于商业化初期阶段，仍需要解决产业化过程关键技术问题。为此，对液流电池的关键材料进行结构设计和优化、以及开发新型的液流电池体系至关重要。因此，本报告将详细介绍液流电池储能技术的研究发展，并对其未来发展提出展望。
《储能：下个“万亿市场”，中国企业的全球机遇》
- 朱 岩，蔚来资本管理合伙人
摘要：双碳目标驱动我国以间歇性风光为代表的新型能源发展，在此背景下，储能需求迅速增长。以锂离子电池为代表的电化学储能成为新型储能系统的主要发展方向。储能及动力电池需求增长，也带动了上游锂电池原材料市场规模激增。但是，对于长时间、大规模储能，行业仍在寻找适合的技术方案。业内认为，随着技术的成熟和行业发展，储能市场或将带来一个新的万亿市场投资机遇。
10:25-11:40 圆桌讨论
讨论嘉宾：
- 金阳，郑州大学电气与信息工程学院教授、博士生导师
11:40-12:00 现场问答环节Q&A
主持嘉宾
杨远
未来论坛青年科学家
哥伦比亚大学应用物理与应用数学系副教授
杨远博士为哥伦比亚大学应用物理与应用数学系副教授，2012年获得斯坦福大学材料科学系博士。2012-2015年在麻省理工学院从事博士后工作。长期从事功能能源存储和热能管理方面的科研工作。在高性能新型电池、特别是固态电池和柔性电池领域取得了一系列进展。迄今共发表论文80余篇，包括以通讯作者身份在Science, Joule, Nature Communications, JACS, Advanced Materials等杂志上发表文章30余篇。发表论文被引用超过23,000次，H因子41。相关科研成果被授予专利8项。曾获得Scialog fellow, 麻省理工科技评论中国区35 under 35等荣誉。
主讲嘉宾
崔屹
未来科学大奖科学委员会委员
斯坦福大学材料系终身教授
斯坦福Precourt能源研究所主任
Nano Letters执行主编
美国电池500联盟共同主任
胡勇胜
中国科学院物理研究所研究员、博士生导师
中科海钠创始人
英国皇家化学学会会士
英国物理学会会士
中国科学院物理研究所研究员/中科海钠创始人，英国皇家化学学会会士/英国物理学会会士，2017年入选第三批国家“万人计划”科技创新领军人才，中国科协十大代表。先后承担了国家科技部863创新团队、国家杰出青年科学基金等项目。自2001年以来，主要从事先进二次电池的应用基础研究，立足科学前沿和聚焦国家重大需求，注重基础与应用，在钠(锂)离子电池正负极材料、多尺度结构演化、功能电解质材料等方面取得多项创新性研究结果。在Science、Nature Energy、Nature Mater.、Joule、Nature Commun.、Science Adv.等国际重要学术期刊上共合作发表论文200余篇，引用30000余次，H-因子100，连续8年入选科睿唯安 “高被引科学家”名录。合作申请80余项中国发明专利、已授权40项专利（包括多项美国、日本、欧盟专利）。目前担任ACS Energy Letters杂志资深编辑。最近所获荣誉与奖励包括第十四届中国青年科技奖、国际电化学学会Tajima Prize、英国皇家学会牛顿高级访问学者等。开发的钠离子电池技术在第三届国际储能创新大赛中荣获“2019储能技术创新典范TOP10”和“评委会大奖”、第九届中国科学院北京分院科技成果转化特等奖、2020年科创中国·科技创新创业大赛TOP10、2020年中关村国际前沿科技创新大赛总决赛亚军、入选2020年度中国科学十大进展30项候选成果，合著《钠离子电池科学与技术》专著一本（科学出版社2020年出版）。
李先锋
中国科学院大连化学物理研究所副所长
储能技术研究部部长
现任中国科学院大连化学物理研究所副所长，储能技术研究部部长。国家杰出青年科学基金获得者，国家万人计划“科技创新领军人才”，享受国务院政府特殊津贴。2021年度美团“青山科技奖”获得者。长期从事电化学储能技术特别是液流电池储能技术的基础研究和产业化开发工作。获包括国家技术发明二等奖 （排名3），中国科学院杰出科技成就奖（排名2）等科技奖励。在Energy Environ. Sci., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Adv. Mater., Chem. Soc. Rev., Sci. Bull. 等杂志发表SCI论文250余篇，引用10000余次。授权发明专利150余件。担任Chinese Chemical Letters副主编，Science Bulletin., J. Energy Chem., Sustainable Energy & Fuels (RSC), 储能科学与技术等杂志的编委。
朱岩
蔚来资本管理合伙人
朱岩先生现任蔚来资本管理合伙人，投资委员会成员，并联合管理基金日常运营工作。在加入蔚来资本之前，他曾担任青云创投管理合伙人，主导新能源汽车、车联网、人工智能、新材料、智能电网和储能等领域的投资。作为中国最早布局新能源及智能汽车的投资人， 他带领团队投资了Atieva(Lucid)、精进电动、极豆、地平线、Enevate、广景、Phononic等公司，现均已成为其所在领域的明星企业。同时，朱岩先生也负责基金募集、行业研究、社会责任评估等多项工作，管理和监督基金的全面运营。朱岩先生毕业于斯坦福大学商学院，获MBA学位。本科就读于北京大学，获物理学学士和经济学双学士学位。
讨论嘉宾
金阳
郑州大学电气与信息工程学院教授、硕士生导师
金阳，现为郑州大学教授，电网储能研究中心主任，主要研究方向为规模化储能系统安全监测、预警和防护技术，入选2020年《麻省理工科技评论》35岁以下科技创新35人中国榜单（MIT TR35 China）。2012年本科毕业于郑州大学电气工程学院，2017年博士毕业于西安交通大学电力设备与电气绝缘国家重点实验室，2014-16年在麻省理工学院核能系和斯坦福大学材料科学与工程学院联合培养博士。研究成果以第一作者或通讯作者发表在Nature Energy, Nature Communications, Nature Sustainability, Joule, Energy & Environmental Science等国际学术期刊，出版储能安全专著一部《锂离子电池储能电站早期安全预警及防护》（机械工业出版社）。
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编辑：王亚琨
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