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东方科技论坛第334次学术研讨会
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“面向社会需求的能源环境材料”学术研讨会
第334期东方科技论坛“面向社会需求的能源环境材料学术研讨会”于2019年9月22-24日在上海科学会堂举行。本次研讨会由中科院上海硅酸盐研究所承办,中科院金属所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部主任成会明和中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强研究员担任本次大会执行主席。来自全国各高校研究所六十多位专家学者参加了本次研讨会。


  我国正处于经济高速增长转向高质量发展的重要时期。能源短缺与环境污染是制约我国新时代社会经济可持续高质量发展的严重问题。党的十九大报告明确提出推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系;同时也将污染防治列为重点要打赢的三大攻坚战之一,以极大提高全国各族人民的获得感、幸福感和成就感。发展清洁可再生新能源利用以及高效的环境治理新技术显得尤为重要,是建设“绿水青山”生态文明的重要课题,事关人类社会的未来前途。

  二次电化学储能电源市场容量巨大,已在军用和民用领域均发挥着重要作用。但二次电化学储能器件的能量密度、功率密度、安全性三者相互制约,无法同时兼具高能量密度、高功率密度以及高安全性。锂离子电池和超级电容器两类储能器件就是典型代表:高性能锂离子电池的能量密度高(250~270Wh/kg)但功率密度低(~0.5kW/kg)、安全性差;而高性能超级电容器的能量密度低(5~20Wh/kg)、安全性相对较高,但功率密度高(5~20kW/kg)。针对储能器件性能指标相互制约的问题,目前还没有给出理想解决方案。因此,需要打破传统思维观念,从原子、分子、团簇、元素杂化等多层次进行实相空间调控以及实相空间与能量空间协同调控,突破传统储能器件在储能、放能原理机制“跷跷板、无法兼顾兼具”局限,发明高容量和高电压的电极材料新结构类型、高导电和高安全性的新型电解液和融合液相离子迁移的新型电解质、高浸润性和耐高低温的高安全性超薄纳孔陶瓷隔膜,实现极高储能、极速放能与超快响应的储能新机制。突破现有锂离子电池、超级电容器等储能器件的结构设计与性能,突破器件高功率大电流输出时超低发热效应的电极材料微观结构设计调控及高安全性优化制造技术,创新传统储能器件技术极限性能的器件结构与制造技术体系。

  环境问题的关注点包括,水资源、空气、土壤等,已经为世界各国政府高度重视。国际科技界和企业界已经致力于环境的保护和修复,任务艰巨,市场容量极大。然而,长期以来,环境保护和治理的先进材料极其缺乏,此为应用领域当前首要发展的方向。中国政府已经采取了很多行动。根据《大气污染防治行动计划》和《水污染防治行动计划》,中央财政和地方各级政府特设立环境污染防治专项资金用于水、土、气等的治理。当前,环境保护和治理的两大趋势为:1)与环境产业相关的各种产品将不断发展,高性能的要求有提升趋势,现有技术路线和治理模式都无法解决根本问题;2)急需综合治理的优秀方案和革命性的新材料、新技术。

  在习近平总书记对上海提出“加快向具有全球影响力的科技创新中心进军”重要指示五周年之际,中国科学院上海硅酸盐研究所组织承办了此次以“面向社会需求的能源环境材料”为主题的东方科技论坛。论坛将以国家和上海市重点发展的,对高新技术产业有重大影响的能源环境材料科学与技术问题为重点,展开高层次学术交流研讨,探讨新型能源环境材料在当前能源高效转换与存储、高效储氢和环境保护与修复等领域的重要应用与未来发展前景和趋势,携手共创跨学科合作交流和人才培养平台,共论材料科学进步之道;服务于上海具有全球影响力的科技创新中心建设,促进能源与环境材料学科建设发展与科技创新,为上海能源与环境材料发展积极建言、献策、引智。
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