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登录日期:2010-04-17 【编辑录入:wangdl】 文章出处:新民晚报2010年4月16日第B19版

为城市开源节流的钠硫电池
作者:温兆银  阅读次数:10854

 200612月,用于钠硫电池的陶瓷管研制成功


 温兆银在实验室指导学生实验


 温兆银与国际固态离子学会主席交流


 温兆银担任上海硅酸盐所合唱队领唱

作者简历

  温兆银 1963年出生于江苏省海安县。1984年从南京化工学院(现南京工业大学)本科毕业,1987年和1998年先后在中国科学院上海硅酸盐研究所取得硕士和博士学位,1999年至2002年在日本三重大学进行博士后和客座研究。

  现任上海硅酸盐研究所研究员、博士生导师,获国务院特殊津贴,以及中国硅酸盐学会固态离子学分会理事长。

  随着我国工业化、城镇化建设的不断推进,人们对未来电力需求的空间越来越大。生活中处处离不开电,当电力充沛的时候,我们不会觉得它稀缺。不过,近些年,盛夏和严冬时节的城市用电量屡创新高,警示人们必须开源节流。

  开源节流,在经济快速发展的现代社会,是必须直面的严峻课题,大到汽油、电力、土地、水源等在各个能源领域的合理调配运用,小到一个三口之家省电节水,以及使用环保天然气。探测并采集新矿源固然能缓解日益紧缺的社会需求,但采集一处便少一处,而且化石资源的形成非一日之功。所以,节流,利用好现有资源彰显深远意义。

  具体到城市用电节流,是否能做到呢?中科院上海硅酸盐研究所能源材料研究中心的研究人员给出了响亮的答案——能!

  ,这个沉甸甸的字眼,是两代人四十多年的心血凝聚和默默奉献的结果。钠硫电池从诞生、发展到革新,城市用电节流一步一步接近现实。我参与并见证了钠硫电池最近二十多年来的研发过程。

  

  投入虽早

  应用不足

  我国对钠硫电池的起始研发时间几乎和国外一致,美国福特公司1967年发明并公布钠硫电池后不久,我国即在1968年投入了研发,上世纪80年代,钠硫电池已用于电动汽车进行示范,但始终未能投入规模化应用。  

  1984年本科毕业,我顺利考入中科院上海硅酸盐研究所,跟随导师林祖纕研究员、江东亮院士攻读硕士、博士学位。

  其间我接触到了钠硫电池的雏形,并运用陶瓷制备新技术积极开发新型陶瓷材料作为钠硫电池电量的蓄积容器。不要以为陶瓷用品家家都有,没什么稀罕,这可不是民用的一般陶瓷。发达国家为它投入的研发力量相当巨大,并作为国家科技机密保护起来。

  20068月,和上海市电力公司的合作迎来了钠硫电池的第二春。钠硫电池作为储蓄能量的重要容器进入硅酸盐研究所能源材料研究中心的研发视野。我和我的团队接下了这个光荣而艰巨的重任。

  城市电力的下一步发展目标是大型城市智能电网。而钠硫电池容量大、体积小、能量储存和转换效率高、寿命长、不受地域限制等优点非常适合电力储能。这种目前最经济实用的储能方法无疑是城市电网突飞猛进的一颗有效定心丸

  但大容量储能钠硫电池的很多关键技术与车用电池相比难度要大得多,每一节电池储存的能量是车用电池的二十余倍,电池的尺寸也大上了二十多倍。硅酸盐所想要达到目标,一切还得从零开始。

  雄关漫道真如铁,而今迈步从头越,我和我的研究团队坚定了拿下大容量储能钠硫电池的信心与决心,以只争朝夕、奋发有为的精神状态,以求真务实、真抓实干的工作作风,群策群力,攻坚克难,全面开展大容量储能钠硫电池的研发工作。

 团队努力   跨年之作

  第一件大容量钠硫储能电池是20061231日到200712日制作出来的,我和我的团队两天两夜不休不眠,真可谓跨年之作。  

  要研制出大容量储能用钠硫电池,首要解决的就是技术和设备问题——研发运用于智能电网的钠硫电池必须有专门的技术和设备。

  20068月,我带领着我的团队联系相关的设备生产厂家,前后共用了4个月时间,夜以继日地建设实验室,多个厂家也为我们挑灯夜战。最赶进度的当口,凌晨2点设备厂家的工人们还在配合我们奋战。在沈阳验收设备时,我们下午抵达厂家后,连夜确定方案开工,试验完毕即踏上了返回的行程。常常一天中我们要转战两三地。

  20061225日,经过大家的不懈努力,我们终于成功制造出第一件陶瓷管实物样品,这时我们心里终于有了底。

  200712日的凌晨四点,第一件大容量钠硫储能电池顺利完工。此时此刻,成功的喜悦完全冲去我们所有的疲惫、释放了我们所有的压力。在这紧张的48小时里,无论是比我年长还是年轻的团队伙伴,都满怀热忱,一鼓作气朝着一个共同的方向不懈努力,大家的手都干肿了,但没有人叫过一声苦,喊过一次累。大容量钠硫单体电池的初战告捷证明我们的团队吃得起苦,打得起硬仗。

  随着制作工艺的日益成熟,在设备正常运作的情况下,我们每天都可以见到制作成功的电池。或许有人以为,一天一个电池没什么稀奇的。但九层之台,始于垒土;合抱之木,生于毫末,任何事物从无到有,从小到大的过程,每一步都包含艰辛,每一次都是跨越。也正是这一次次跨越提升了我们团队的信心,鼓舞了我们的斗志,也增强了合作单位的信心。

  然而,钠硫电池要走向成功并不能停留在实验室的作坊式制作。干过电池的人都知道,一种电池要取得成功,是成千上万只电池反复试验,从中探索的结果。从实验室走向工程化研究是摆在我和我的团队面前的新的课题,这是许多做学问的学者从来没有尝试过的。

  2007528日,为了加速推进项目的进展速度,在上海市科委的推动下,由硅酸盐所与上海电力公司联合成立的上海钠硫电池研制基地诞生了。首要目标是研制年产能2兆瓦的钠硫电池的中试线。基地正式落户嘉定,我被任命为项目技术总工程师。

  为了打造一支团结、高效、敬业、创新的科研技术团队,我们迅速行动,集思广益。与此同时,为了使员工能够在工作的互动中不断学习创新,激发员工的超越意识,磨合锻炼队伍,我们建立了一整套现代化管理和激励体系。然而,要建造这样一个国外也只有一家公司掌握了全套技术的中试平台,对我们提出了新的要求。它完全突破了普通实验室的概念,而根据我们当时的调研情况,这一系列具有工程化特性的设备大部分都不是在市场上可以直接采购得到的。

  我们的科研人员开动脑筋,攻克了一个又一个难关,形成了一个又一个巧妙的构思。经过与多家设备公司紧密合作,我们用了一年的时间研制成功了一台又一台设计独特的设备,并陆续调试成功。一条具有年产2兆瓦单体钠硫电池的中试线终于在20088月落成了。

  20093月,钠硫电池中试线全线贯通并实现了稳定运行。2009年至2010年的岁末年初,吴邦国委员长、温家宝总理、俞正声书记、万钢部长、韩正市长等领导先后视察钠硫基地,对我们的工作给予了充分的肯定,并给予我们鼓励和期望。

  

  感谢同仁  苦中有乐

  40年来,以我的导师林祖纕为代表的科学家始终保持诚恳的为人、纯正的学术风气,为我做出了很好的榜样。  

  这一切成绩的取得,是中科院上海硅酸盐所与上海电力公司求同存异、友好合作实现双赢的结果,是我们一大批在钠硫储能电池领域兢兢业业奋斗的科学家们忠实实践、努力奋斗的结果。

  为了高速推进钠硫电池研制项目的进展,科学院、硅酸盐所的领导们也耗费了大量的心血。科学院施尔畏副院长日理万机中,每月亲临我们的中试线听取汇报,为我们理清思路,出谋划策;当初,所长罗宏杰为了项目的顺利启动,仅用一天时间就把自己的实验室腾出来给钠硫电池研究之用;主抓钠硫电池项目的杨建华副所长病倒在工作岗位上。身教胜于言传,鼓舞了我和同志们的斗志。

  我在承担了大容量城市电网储能钠硫电池的项目后,一开始确实承受着巨大的压力。在前辈、院所领导们的鼓励与支持下,我以身作则,坚持每个新难关都第一个着手去做,体会其中可能遇到的困难,以便更好地发现、分析和解决问题,最终顺利地突破了一个个技术难题。

  除了和自己的团队的紧密合作,我还和所里其他同事们积极探讨,从他们那里获得了十分有益的建议和帮助,开拓了我们的思路,为项目的顺利进展奠定了基础。

  科学技术岗位上的工作是枯燥的,需要耗费大量的时间和精力,我们团队的大部分成员放弃了近80%的节假日和休息日。一般人可能也认为科学家是埋头实验室,两耳不闻窗外事的书呆子。而事实上,为了活跃大家的思维、怡养大家的身心、释放大家的压力、培养大家全面发展的人格,我们的团队鼓励每一位成员的业余爱好。我们团队中既有思维活跃的文艺爱好者,也有热爱运动的体育爱好者。也正是这种苦中作乐的精神培育了大家面对困境时积极乐观的心态,也成了我们项目的精神支柱。

  我和我的团队走过的历程,正应验了这样一句名言,世上无难事,只要肯登攀

  |||||

  本文作者主要从事固体电解质与储能电池等新能源材料与技术的研究,共承担国家及地方重要科研项目30余项,公开发表论文140余篇,申请专利30余项。温兆银作为主要负责人,研制成功了大容量储能钠硫电池,被两院院士评选为2009年中国十大科技进展,建立了具有自主知识产权的年产2兆瓦钠硫电池中试线,使我国成为世界上第二个掌握大容量钠硫电池关键技术的国家。

 

   荐稿人:wdl    2010-04-17   执行编辑:wdl    2010-04-17    责任编辑:lry   2010-04-18    


 

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