1.重大产品创新

1)低谷电、太阳能等多能耦合的规模化储热及发电热冷联供系统

创新成果:该方向起步于1997年承担北京市经贸委的盐储能配方,1998年承担了北京市经贸委千万元的电储热供暖项目,2009年承担了北京市科委的重大科研项目并于通州区进行了3年的低谷电蓄能供暖示范运行,节能效果与集中供暖相比节省了40%以上。具有独立核心知识产权通过蓄能技术解决了电网峰谷差大造成的能源浪费国际性难题。

2)钢铁企业副产煤气储存调峰发电利用工艺与技术装备

创新成果:钢铁企业为了减少电力采购成本,提高电力供应的可靠性,一般建有自备电厂,发电燃料通常采用钢铁生产过程产生的副产煤气。钢铁企业通过煤气柜储存煤气,在自备电厂和煤气柜柜位之间采用协调调度技术,按峰谷电价时域调节高//转炉煤气的储用比和自备电厂燃气热值。在电价谷段区,多使用低热值煤气并储存高热值煤气,在电价峰段区释放和多使用高热值煤气,充分利用峰谷电价差调度自备电厂发电功率。形成钢铁企业副产煤气储存调峰发电利用工艺示范平台,用电成本可降低20%以上,投资回收期<12个月。

3)多式联运冷链装备系统

创新成果:基于国际领先技术相变蓄冷材料的研制,结合“前置充冷+无源释冷+蓄冷冷能智能管理”创新应用技术方案开发了多式联运冷链装备,在国际上首次实现了零污染、零碳排多式联运无源释冷的长干线保鲜运输,充分验证了相变蓄冷材料在公铁联运大型集装单元冷链保温运输的可行性及国际领先性。与传统多式联运冷链装备相比,其节能效果提升42%。该装备系统拥有独立核心知识产权。试验和商业化应用结果表明,该装备系统有效解决了传统多式联运干线冷链装备能耗高、噪声大、污染重、碳排高、冷能管理粗放、信息化水平低等问题

4)冷量量化能量管理系统

创新成果:现有冷藏装备制冷机组大多为国外品牌,属于通用技术,制冷机组的源代码属于垄断技术,不对外开放,只提供接口,是卡脖子技术。蓄冷技术是“新能源”,是冷链装备的新路线。冷量量化能量管理系统率先构建了蓄冷冷能量化模型、过程监控以及多式联运冷链装备的冷能智慧监测平台自主研发智能算法,实现冷链装备的低碳化和网信安全,不再受制于人。结合北斗+5G物联网技术的应用,实现了冷链装备全程状态监控、全寿命周期信息记录等温控管理,开发了冷能的柔性能量管理系统,全面掌握了“源代码”和核心数据,突破国外制冷设备品牌对信息源代码的垄断,保障冷链信息安全和国家安全。

5)高效能电池关键材料

创新成果:针对新能源发电对储能电池成本、寿命和能量密度的要求,开展了液态金属电池和钠离子电池的相关研究。设计开发了液态金属储能电池高电化学活性正极和耐腐蚀集流体,显著提高了电池的能量效率和循环稳定性,目前正在承担国家电网的储能专项,设计制备的电池稳定运行超过15000小时,申请相关发明专利6项;开发的钠离子储能电池高稳定性正极材料(掺杂磷酸钒钠),具备超高倍率充放电性能;创新性提出具有反位缺陷的固体氧化物燃料电池全陶瓷阳极材料,显著改善电池的功率密度与结构稳定性,受到国际同行高度关注在国际著名学术期刊Advanced Energy Materials ACS Nano Applied Catalyssis B: Environmental等发表论文20余篇。

6N型硅太阳能电池。

创新成果:研发了全球三大高效电池之一“熊猫”猫型硅太阳能电池,它具有发电量更高、耐久性好、机械性能强等优点,其综合效率超过25%是全球首个取得CGC鉴衡、美国ULTL莱茵三大机构认证的高效光伏产品。使我国成为继美国、日本后第三个能够大规模生产高效率N型硅太阳能电池的国家。该自主研发项目的成功实施极大地提升了我国新一代高效率硅太阳电池的研发及制造能力使我国高效电池的研发及制造水平进入了世界前列

7微纳孔组装相变储热材料

创新成果:研发出系列微纳孔组装相变储热材料,兼顾高储热密度和高储释热速率。获得了负载量、结晶率均大于90%、热导率提升148%的多级孔碳(石墨烯-碳管)复合相变材料,以及储能密度提升100%、热导率提升70%的金属有机骨架网络定形相变材料,达到同类材料国际最优水平。首次从分子模拟热设计的角度揭示了纳米孔组装材料的界面效应、尺度效应,以及耦合关联机制,弥补了受限空间内相变机理的缺失,打破了倚重骨架、重复试错的传统研发方式,极大促进了高性能相变储热材料的快速制备和有效改性

8)大规模液态空气储能热电联供技术

创新成果:立足伯明翰储能研究中心在大规模液态空气储能领域十五余年的长期积累,在国际上首次发现了液态空气储能存在超过40%的空气压缩热,进而提出了热电联供技术,可实现储电效率突破60%,热电效率高达76%,解决了限制液态空气储能发展的关键效率瓶颈,打破了英国Highview公司技术垄断,研究成果达到国际先进水平,可极大促进光伏/风电等间歇性可再生能源的大规模应用,目前在与中信集团开展商业化合作研究。