《麻省理工科技评论》一年一度的“全球十大突破性技术”(TR10)发布会在杭州余杭未来科技城举行。
市委常委、区委书记张振丰,《麻省理工科技评论》中国联合出版人刘炯分别在大会现场致辞。省委组织部人才办副主任王国强,市委人才办副主任王孟辉,区领导朱红丹、陈夏林、梅建胜,以及国内外行业专家、青年科技领袖和商业精英齐聚一堂,碰撞新思想、分享新观点,并见证《麻省理工科技评论》中国独家运营方——DeepTech同未来科技城签订战略合作协议,以及“全球十大突破性技术”的揭晓。
“全球十大突破性技术”发布
发布会上,“GPT-3”、“多技能AI”、“TikTok推荐算法”、“数据信托”、“远程技术”、“超高精度定位”、“数字接触追踪”、“mRNA疫苗”、“锂金属电池”、“绿色氢能”全球十大突破性技术逐一揭晓。数十位行业顶级大脑围绕各项技术展开观点分享和圆桌讨论,畅谈对人工智能、生物医药、大数据等科技领域的真知灼见,带来最前沿的解读。
孙永明:固态锂离子电池技术有望颠覆现有锂离子电池技术
华中科技大学武汉光电国家研究中心教授孙永明
华中科技大学武汉光电国家研究中心教授孙永明认为,固态锂离子电池是替代现有锂离子电池最有潜力的侯选技术,其能量密度有望实现锂离子电池的 2 倍以上,并可能从本质上解决现有液态锂离子电池的安全性问题,有望实现循环性能和更长的使用寿命。
他介绍,在上个世纪 80 年代,锂离子电池发展之初,首先出现的是锂金属电池。由于采用了液态电解质,最终导致电池的安全性和电化学性能极差。90 年代以来,石墨作为负极的液态锂离子电池得到迅速发展和成功商业化应用。
然而,当前石墨为主要负极,为负极的锂离子电池能量密度越来越接近理论上限。可燃性的液体电解液仍然成为电池安全的重要隐患。因此,提高电池安全性和比能是当前发展的紧迫任务。
固态锂离子电池则在能量密度和安全性方面展示了诱人的前景。我们需要采用更高比容量锂金属负极,结合更为安全的固态电解质技术,实现高性能固态锂金属电池,这对于推动当前的高比能电池的应用需求是十分重要的,孙永明说。
孙永明解释,固态锂金属电池要走向商业化应用,其成本要与现有锂离子电池相当或者是更低。低成本的固态金属锂电池技术则要求材料体系、电极和电变解质材料等便于新的设计,以及智能制造装备的成熟。
蒋昆:绿色氢能是可持续能源的储能介质
上海交通大学长聘教轨副教授、博士生导师蒋昆
上海交通大学长聘教轨副教授、博士生导师蒋昆介绍,通常所说的可持续性清洁能源主要包括太阳能、风能等。但是,太阳能、风能此类可持续能源是间歇性的,如何进行储存是关键问题。氢气可以起到储能介质的作用,这就是它在整个现代能源结构变化当中所扮演的角色。
过去的15年之间,全球的能源消费结构当中,石油和天然气仍然是能源构筑当中最主要的消费品。大概从 2004 年开始,太阳能和风能等可持续能源在整个能源构筑中占比逐步提升。像这类间歇式的太阳能和风能为代表的可持续能源,在完整的白天或者是晚上进行充分利用,实际上是需要能量的载体。
早期的光解水或者电解水尝试,造成了资源极大的浪费。绿色氢能则以太阳能和风能作为能源的驱动力,直接电解水,得到氧气。氢气可以直接再燃烧供能,或者通过化工合成的方式得到甲醇。
把氢气作为石油的替代物,成为能量的载体,最终实现了低碳甚至是零碳排放。绿氢的制备主要有两种技术路线,目前最为成熟的技术是质子交换膜电解池。该技术因为离子膜技术比较成熟,所以整个装置得到的亲密性和导电性都比较好,产物纯度较高。
蒋昆认为,绿色氢能将是未来10年内能源领域一个非常具有颠覆性的技术。
虽然全球范围内都在推进新型能源发展,但绿色氢能的发展仍面临诸多技术壁垒。蒋昆表示,在能量驱动层面上绿氢的制备需要不同能量的微网之间并行偶联。在制备器件层面,则需要热管理系统、更高效的催化剂,需要提升制氢的速率以及能量转化效率。姚思宇则认为,氢气的储存和运输也是主要的技术壁垒之一。