【導讀】 今日材料工藝一小步,未來產業升級一大步。新奧是國內首家致力于中高溫(400~600℃)熱電技術研發并進行應用化研究的企業,技術達到國際先進水平,瞄準全球熱電材料研究的最前沿,正在實現行業內的彎道超車乃至局部領跑。

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驗室里,研發人員們正在加班加點進行實驗測試:他們自主研發的基于方鈷礦的熱電材料,ZT值工業化水平已經達1.39;基于該材料的熱電模塊轉換效率超過8.5%,在連續1000小時的性能測試中顯示出輸出穩定、低衰減、無噪音等優異性能。這預示著新奧該項技術已經達到國際先進水平。

在制備車間的產品展臺上,擺放著不同形態的熱電材料、電極模塊以及熱電器件樣品。研發人員告訴記者,據行業調研和公開資料顯示,國內外熱電轉換效率普遍在8%以下,新奧科研團隊經過不懈探索,已經成功突破行業技術瓶頸,擁有了高性能材料組分的配方,掌握了相關材料及模塊的制備核心技術,獨創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、器件全流程生產和檢測能力。

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎,與信息、能源并稱為當代文明的三大支柱。人們對材料的認識和利用的能力,決定著生產力水平和生活質量。高性能材料創新,將會在工業、能源、航天、醫療等領域引發顛覆式變革。

新奧能源研究院熱電材料項目負責人告訴記者,熱電行業內雖然有很多研發機構,但研究大多局限在300℃以下的低溫領域。新奧是國內首家對中高溫(400~600℃)熱電技術研發并進行應用化研究的企業,不僅具備了定制化產品開發制備和專業化檢測能力,而且關鍵技術指標已經達到歐美、日本等國際先進水平,制造成本也隨著原料國產化實現了大幅下降。

技術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家帶隊、學科完整的專業化研發團隊,在學習借鑒全球行業經驗的基礎上,建成了國際一流水平的研發平臺,擁有專業化實驗室及配套的先進儀器設備,形成多項核心專利成果。目前團隊仍在快速壯大,瞄準全球熱電材料研究的最前沿,正在實現行業內的彎道超車乃至局部領跑。

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域有重大突破,而且涉及能源新材料多個領域,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驗裝置。材料團隊不僅制備了滿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,而且還開發了薄硼靶和厚硼靶制備技術,解決了氫硼聚變物理驗證實驗核靶的需求難題,特別是微米自支撐硼靶屬國內首創;另外,在深層地熱領域,為延長鉆井用的等離子炬使用壽命,材料團隊自主研發了陰極材料,使用壽命超過行業同類產品3 倍以上,從而使等離子炬壽命實現跨越式倍增。

新奧能源研究院院長陳培培博士表示,能源新材料是戰略新興產業發展的基石,也是支撐能源變革的“發明之母”和“產業糧食”。新奧科研團隊將不忘初心,砥礪前行,持續開展熱電材料技術創新,為我國清潔能源創新與產業升級做出新的更大貢獻。同時,也期待與國內外科研機構同行密切交流合作,聯手推進高性能熱電材料產業化進程,共同探索與見證未來能源的神奇力量!

延伸閱讀:新奧能源研究院簡介

新奧能源研究院成立于2006年,隸屬新奧集團,專注于清潔能源技術創新。過去十余年,已在煤基低碳能源與泛能網等技術領域取得重大突破,達到國際領先水平。現致力于無碳能源技術創新,重點布局能源新材料、緊湊型聚變、深層地熱等技術。

新奧能源研究院擁有煤基低碳能源國家重點實驗室、海外高層次人才創新創業基地、國際科技合作基地、國家認定企業技術中心等科研平臺,建有大型產業化示范基地;擁有500多人的專業化科研團隊,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秀團隊、河北省“巨人計劃”創新創業團隊等榮譽稱號;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、國家重點研發計劃等30多項,累計申請專利1900多項,其中申請發明專利1100多項,已授權專利1300多項,其中已授權發明專利600多項。