编者按:先进储能技术及关键材料专刊——献礼北科大70周年校庆

储能技术面向国家能源安全新战略,服务于风、光、水等可再生能源储存、转换及应用领域的国家重大战略需求,是实现“碳中和”“碳达峰”目标的技术核心。近年来,以电储能、热储能、氢储能等为代表的先进储能技术推动着高效储能系统逐步成熟。同时,包括二次电池,超级电容器,熔融盐材料,储氢材料等在内的电化学储能器件和储能材料都得到了迅速发展。 为庆祝北京科技大学成立70周年和其新成立的储能科学与工程系,经协商,由《矿物冶金与材料学报（英文版）》期刊出版“先进储能技术及关键材料”专刊。来自中科院物理所、北京理工大学、北京大学、清华大学、南开大学、上海大学、中科院过程所及北京科技大学等研究机构的顶尖科学家受邀分享他们在电化学储能材料、电化学储能器件及系统等方面的研究和展望;来自加拿大、丹麦和韩国的世界级科学家受邀分享他们在可再生能源制氢、车用燃料电池关键材料及器件等方面的研究和综述。 专刊包括了16篇文章,其中,1篇来自物理所陈立泉院士课题组,1篇来自北京理工大学吴峰院士课题组。所有论文围绕电化学储能和氢能储能的先进材料和器件,包括更高能量密度和更长寿命的材料设计和开发、对相关系统的描述和基本理解、以及电池材料的回收再利用。这些原创作品为了解先进储能材料和技术的最新进展和前沿提供了见解。 北京科技大学新成立的储能科学与工程系以“厚基础、重实践、深融合、强创新”为培养理念、以“电化学储能、先进储能材料、工业储能和智慧储能”为储能科学与工程本科专业特色、以“电储能、热储能、氢储能及碳中和”为储能化学与物理交叉学科博士和硕士学位研究生培养方向,构筑“四纵四横”的储能新格局。储能专业与学科方向致力于规模化基站储能破解可再生能源的“时空转移”、新能源车移动储能推动终端用能去碳化、工业储能破除行业能源壁垒、智慧储能重构我国能源体系。 客座编辑们希望通过本期专刊,为先进储能技术及储能材料提供一个广阔的视角,以期促进化学家、物理学家、材料科学家与交通运输、电力工业和冶金工业等用能企业之间的跨学科合作。我们衷心感谢所有作者和审稿人以及期刊编辑团队对本期特刊的奉献和大力支持。     

综述各类储能装置的储能技术

目前储能技术取得比较大的发展,各类储能装置的充放电特性已被充分认知,大容量的储能装置已经投入工业试运行。介绍了各类大容量级先进电力储能装置的特点,并从技术、市场和价格等方面进行分析对比。     

如何实现媲美化石能源的大规模储能技术?

为了研究未来可行的大规模储能技术,介绍储能的必要性,阐述机械储能、储电、储热等储能技术的优缺点,归纳能够媲美化石能源储能量级的大规模储能技术的特点.分析表明卡诺电池技术(或热泵式储电技术)以及热化学储热技术是目前最有望实现大规模储能的技术.     

液流储能电池研究进展

液流储能电池技术是一种高效、大规模电化学储能技术,在风能、太阳能等可再生能源发电、智能电网建设等方面有着广阔的应用前景. 该文重点介绍了大连化学物理研究所在液流储能电池方面的研究进展,并对液流储能电池技术发展作了简要论述.     

国际储能关键技术竞争态势

储能技术是新能源产业发展的关键技术,本文利用德温特创新索引数据库(DII)、Thomson Data Analyer工具分析了储能关键技术领域全球专利申请的时序分布、领域技术主题、重点国家/地区及其重点申请人等,以期了解全球储能竞争态势,为我国储能技术领域中的研发和产业化提供支撑。     

电力储能技术发展概述

长期以来,电能的储存一般采用小规模电池储能和抽水储能电站,直到最近二三十年,科技工作者发明了超导储能和飞轮储能等技术。这些原理和方式各畀的储能装置还都处在研究阶段．存在着技术难点需要解决本文对各种储能方式及其发展做出概括介绍.     

要大力发展高安全、长时间储能的铬-铁液流电池

中国制定了"碳达峰、碳中和"目标,新能源革命大幕开启,发展走上了快车道.储能技术是新能源发电并网和智能电网建设的瓶颈,需要加快开发多种储能技术.中国已出台一系列政策推动储能技术发展,展示了大力发展先进储能技术的决心.     

风力发电系统中储能技术的应用研究

风力发电储能技术主要是指将风力发电产生的电能储存起来,常用的储能设备包括电池及电容器等,以提高风力发电电能供应的稳定性,从而使得风力发电技术的应用更加广泛。随着风力资源应用水平的不断提升,储能技术的应用也得到了长足的发展。文章分析了风力发电储能技术的分类,并以某机组为例分析储能技术的具体应用。     

相变材料在建筑节能中应用

相变储能技术是实现建筑节能的重要途径之一,本文论述了如何通过在建筑材料中加入相变材料制成具有储存潜热能力的围护结构的方法、相变建筑材料的热工性能和节能效果.并探讨了相变材料在建筑节能方面的发展和应用前景,以实现建筑节能和热舒适的双重目的.     

储能技术的专利布局研究

该文通过对近年来我国储能技术相关专利的统计分析,从专利数量、专利权人以及地域等方面分析我国储能技术专利的分布现状,阐述了储能技术方面的热点技术、主要申请人、发明人及专利产出的主要省市,为储能领域的研发合作提供建议。     

低温储能材料的制备及其影响因素

采用液相浸泡法，将吸湿性无机盐CaCl2与硅胶复合，制备出低温复合储能材料。对硅胶和复合储能材料的吸湿性能进行了对比实验，并利用吸附储能实验装置测试了它们的储能性能，研究了影响复合储能材料性能的因素．结果表明：较为合适的浸泡时间为4h；提高CaCl2含量和浸泡温度有利于复合储能材料吸湿量和质量热力学能（储能密度）的提高；随着吸湿能力的增强，复合储能材料的质量热力学能增大，可达1050J／g；同时，该复合储能材料可在90℃温度下有效再生，适用于太阳能、工业废热等低温热的储存和利用．     

风力发电系统中储能技术的研究

本文主要从以下几个方面探讨风力发电系统中储能技术：一是风力发电储能技术概述,对风力发电储能技术的特点、作用和效果进行了分析;二是风力发电储能技术的应用,说明了储能设备的接入方法,并对主要的储能技术进行了分析,分别对集中式储能技术和分布式储能技术进行了详细的阐述,并说明了其应用方法。     

锂离子电池材料的研究进展

现代社会对能源的需求,大大促进了储能技术的发展,自从Sony公司于1990年将锂离子电池产业化后,锂离子电池作为最成功的储能装置,已经占领了便携式电器的市场。与此同时,随着笔记本电脑中央处理器的快速发展以及3D技术在手机中的广泛应用,人们渴望去寻找能量更高、寿命更长的电池,这也使锂离子电池的相关研究成为现在材料科学研究热点。     

压缩空气储能储气装置发展现状与储能特性分析

压缩空气储能系统是大规模电力储能技术研发的热点,储气装置是其重要部件之一。综述了储气装置的发展及应用现状,包括储气装置的分类、不同类型储气装置的技术特点及应用情况,并详细分析了储气装置的储能特性。研究为储气装置的设计选型提供理论参考。     

高速复合材料飞轮的关键技术

飞轮作为机械能量储存的起源和应用较早，并在第一次工业革命期间获得了较大的发展，尤其在最近10年，飞轮技术的发展是突飞猛进，复合材料飞轮在许多方面有着广泛的应用，如飞轮储能系统中的飞轮转子，高速旋转机械中的转子等。主要结合飞轮储能系统中的应用，研究它在最大化储能前提下的材料，构造，制造方法，优化和安全等方面的问题。     

2012-10 科技新闻媒体关注指数排行榜

 目前,电容器已经广泛应用于通讯、电脑、家电、汽车、工业仪器仪表、高铁、军工等众多领域,是电子设备不可缺少的元器件之一。电子电路的集成化和小型化,对电容器提出了更高的要求,使其向小型化、高容量、低成本、多功能化等方向发展。高储能密度电容器具有充放电速度快、抗循环老化、性能稳定等优点,可作为电子设备的小型化电源。电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的,其性能主要取决于介电材料。要获得高储能密度的电容器,必须研究高储能密度介电材料,提高其介电常数和击穿强度,以获得体积小而储能密度大的电容器。     

压缩空气储能技术研究进展

 压缩空气储能是目前大规模电力储能技术研发的热点,是支撑可再生能源发展的关键技术之一,在新能源并网发电、电网调峰等领域有广泛的应用空间。介绍了空气压缩设备的发展状况,总结了绝热压缩设备效率的不足,分析了螺杆式空压机提升能效的关键因素。比较了压缩空气储能所经历的传统燃气补热压缩、非燃气补热的绝热压缩、等温压缩等阶段不同类型的储能原理和效率,介绍了等温压缩空气储能的实现方法和进展,并结合当前专利情况展望了未来压缩空气储能的技术发展方向。     

大英聚能科技发展有限公司 四川能宝电源制造有限公司

正潜心原创技术研究开发;情系新型绿色高效储能与动力系统产业"核芯"如果把新型绿色高效储能与动力系统比作一辆高速行驶的跑车,那四川能宝电源制造有限公司的创新技术及产品——超级电容电池就是这辆跑车的关键部件——"发动机",也就是整辆车的"核心"。自2003年以来,大英聚能科技发展有限公司自筹资金3000万元借助于科研院所的先进研发与开发资源和一流科研人才团队,自主研究开发的高表面功能化活性炭材料、特种石墨烯等先进能源材料的生产技术,利用高表面功能化活性炭材料、特种石墨烯等先进能源材料,与拥有     

科学家梳理氨基能源存储与转化新材料新方法

正可再生能源的储存和运输是制约其大规模使用的瓶颈。氨作为一种化学储能载体,具有储氢量高、质量和体积能量密度大,便于合成、储存、运输和使用等优势,受到业界的广泛关注。近年来,世界上许多国家、研究机构及知名企业积极部署氨储能相关研究,取得了诸多新进展。近日,中科院大连化学物理研究所研究员陈萍、郭建平研究员团队系统总结了以"氨作为能源载体"为目标开展的相关新方法和新材料方面的研究进展,并对这些过程所面临的科学挑战和机遇进行了分析和讨论。相关研究内容发表在《先进材料》上。     

高储能密度钛酸钡基复合材料

 高介电常数介电材料在储能方面的特殊作用使其在电工、电子技术领域有着重要的应用。随着电子工业的发展,高储能密度介电材料受到越来越多的关注,出现了一些新型的高储能密度介电材料。高储能密度介电材料具有高的介电常数和击穿强度,其发展的关键是提高储能密度。本文对近年来高储能密度介电材料的研究发展进行了概述,主要讨论了通过对钛酸钡的改性(即掺杂改性、表面包覆改性和复合材料制备)来提高介电材料的储能密度。分析了钛酸钡/聚合物复合材料的制备方法及其介电性能的影响因素,其中,陶瓷填料和聚合物基体2相界面的相容性是复合材料介电性能的重要影响因素。同时,指出了解决BaTiO₃粒子在聚合物基体中的分散问题、填料和聚合物基体的选择以及制备过程中工艺条件的控制都是研究兼具高介电强度和高介电常数复合材料的发展方向。