中国旅德学者化学化工学会“新能源新材料”专业委员会首届研讨会于2017年9月17号在斯图加特顺利召开。本次研讨会瞄准“能源结构转变”热点话题，以新能源新材料为主线，紧密围绕核能技术、能源转化、储能技术、新能源材料和能源结构等热点领域，多位在德华人学者畅谈前沿技术，展开高水平的讨论，是各领域科研成果碰撞的载体，启发跨界交叉创新，为旅德学者提供了一个展现自我的平台，也是与会者共同提升、共同进步的平台。
鉴于新能源在全球范围的重要性，我们不仅要确保即时掌握新能源领域的当前发展态势，也要思考该领域的新进展和未来将面对的挑战。多位学者介绍了目前新能源新材料的研发和应用多种技术，既深入浅出地科普了各类型新能源新材料的优缺点，又运用专业数据阐释了各种技术的发展现状和趋势。相应报告简介如下：
1）核能技术
背景：新一代更安全、更经济的核电技术，契合了人类寻找安全、清洁、高效能源的理念与需求，成为发展低碳经济、应对气候变化的一个理性选择。来自卡尔斯鲁厄理工大学（KIT）资深研究员陈学农博士和博后研究员邱岳峰博士分别带来了关于核聚变和核裂变技术的发展趋势和技术前沿的报告。
1a) 陈学农博士 -- 特邀报告：裂变核反应堆基本原理以及个人见解
陈博士的报告阐述了核聚变反应的基本原理，对多类反应堆（废水堆、压水堆、钠冷快堆、轻水堆，行波堆）的基础结构和反应机理分别进行解释，对现行商业反应堆是否为清洁能源提出个人专业见解。
1b) 邱岳峰博士 --核聚变及其中子学研究进展
聚变能是未来能源的终极解决方案。聚焦核聚变，该报告介绍了聚变能、聚变中子学、以及聚变材料辐照测试的介绍。该报告展示了主要聚变装置和国际热核实验堆的进展情况。鉴于聚变中子学的建模困难，聚变中子学的新进展被人期待。针对聚变堆材料辐照后会肿胀脆化的弊端，报告着重讨论了聚变堆辐照装置的进展。
2）能源转化
背景：可再生能源是应对气候变化的有效手段 ，目前在德国可再生能源发电已达到全德总发电的40%。但是，可再生能源发电也有缺陷，例如，风电发电具有不稳定的高频波动性，而光伏发电峰值随太阳光强度实时变化。针对此难题，来自德国航空局的刘太楷博士和来自KIT 的孙成浩博士分别分享了他们的研究成果。
2a) 刘太楷博士-- 高温燃料电池和碱式水解电池
目前电网为了平衡负载而进行调频调峰。为了更好地平衡电网负载和避免负电价的出现，基于燃料电池的分布式电站和储能单元的概念相应提出，应用于社区微电网。用电社区里安装光伏发电和风力发电，同时匹配SOFC电站和碱式电解水储氢单元。在社区发电不足时，SOFC电站自动运行，反之若发电过多，储氢单元进行制氢储备。此项方案成本低，可行性大。
2b) 孙成浩博士 -- 小型分散式电化燃(power-to-fuel)的微结构反应器
可再生能源的应用亟需高效的转化及存储手段将其与现有能源系统有机结合，power-to-fuel是选择之一。微结构反应器由于其优良的传热传质性能及模块化结构，成为小规模分散式power-to-fuel的首选。IMVT研发的微结构反应器取得了高于传统反应器百倍以上的时空收率及精确快速的控制响应，在power-to-fuel工艺强化及集成中展现了良好前景。
3）储能技术
背景：储能技术是常规电力、可再生能源、分布式供能系统和电动汽车的关键技术， 其技术突破将改变整个世界的能源格局，具有巨大的市场潜力。此次研讨会上，来自亥姆霍兹乌尔姆电化学和储能研究所的窦鑫维博士，来自德国航空航天中心的丁文进博士和来自中科院工程热物理所的杨征博士分别带来他们的关于储能技术的解决方案。
3a) 窦鑫维博士--钠电池里的电极研究进展
鉴于锂离子电池原材料价格攀高，与锂电池体系具有同样的装置技术及运行机理的钠电池，作为更加低廉的电化学储能体系，而成为关注热点。然而缺乏合适的负极材料成为限制钠电池大规模商业化应用，硬碳被认为是最有价值的钠电池负极材。此次报告还讨论了不同前驱体对硬碳钠电池负极的影响。
3b) 丁文进博士--热储能技术在新能源和过程工业中的应用
此次报告简述了三类热储能技术（显热储能,相变储能和热化学储能）的特点、研究和工业化现状，并着重介绍了一种被广泛应用于集中式光热发电站的显热储能材料-熔盐，以及一种在高温储热的熔盐材料-盐酸盐。此次报告还包括了用电化学方法检测盐酸盐的腐蚀杂质和腐蚀速率，以及金属材料腐蚀机理方面的研究成果。
3c) 杨征博士--压缩空气储能技术研发进展
超临界压缩空气储能技术是解决了传统压缩空气技术中系统效率低、依赖于大型储气洞穴和需要补燃等缺陷，系统效率可达到60%，由中国科学院工程热物理研究所首创，具有完全自主知识产权。在目前10MW中试系统的基础上，中科院工热所预计2020年完成100MW级的先进压缩空气储能技术的示范系统。
GCCCD“新能源新材料”专业委员会首届研讨会参会者合影
4）新能源材料
背景：各项新能源发展技术(例如储能技术、电池技术)的技术成熟度、技术可实施性、经济效益性都急需新材料的引入，来自德国航空航天中心的施远博士和来自德累斯顿莱布尼茨固态材料所的逄金波博士分别带来了关于新能源材料的最新进展。
4a）施远博士--陶瓷基复合材料简介以及在能源领域的应用
此次报告介绍陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composite)的概念，分类和特征，及其在航空航天、能源和交通等领域的应用，和在生产工艺、检测方法和模拟仿真等方面的热点难点，举例探讨了借助于该材料耐高温、抗腐蚀、低密度、高韧性等特点，在能源应用方面，特别是在燃气轮机和核能方面的应用前景。
4b) 逄金波博士 --石墨烯在新能源领域的应用及个人见解
此次报告概要了石墨烯的发现，各项特性，及其制备的生长机理，和具有纳米结构的三维石墨烯(3D Graphene)。石墨烯可应用于柔性可充电锂电池。另外，钠离子电池的负极可选用石墨烯与黑磷烯的复合材料，依托于石墨烯的优异的电导特性，提高了钠离子电池的电化学性能和循环圈数性能。
5)能源系统
背景：中国制定了成为洁净能源发展大国的战略，电网改革是新能源发展的前提。建立新能源并网的电力控制平衡系统，提升以可再生能源为主的现代电网协调度和安全性，都是热点话题。来自斯图加特大学航空航天热力学研究所的Sandeep Pandey和来自德国航空航天中心系统分析与技术评估部门的肖梦竺博士。
5a) Dr. Pandey--超临界二氧化碳(CO2)介质高效发电技术
超临界二氧化碳(sCO2)介质高效发电技术比水介质发电对温度要求低，可应用于传统燃料发电、太阳能，地热发电等系统。针对目前CO2介质高效发电技术中的热能传递损失的难题，此次报告介绍了双层数值模拟识别超临界CO2热传输路径，对如何优化CO2 介质高效发电技术而提高发电效率提出可行方案。
5b) 肖梦竺博士--高比例可再生能源系统分析
区域碳排放约束，尤其是在中国东部沿海地区，促使能源系统向低碳化转型。因此此次报告，通过分析波动的可再生能源特性以及区域可再生能源发电供热以及和交通部门耦合等目标，对可再生能源资源丰富区域和能源需求负载区域的能源系统转型及相应的特高压电力扩张和储能需求在高时空分辨率的情景下进行了讨论。
再次热烈祝贺中国旅德学者化学化工学会“新能源新材料”专业委员会首届研讨会举办成功、硕果累累。借此研讨会，新能源领域各学者专家同聚，带来了在核能技术、能源转化、储能技术、新能源材料和能源结构研究和产业化方面最权威的知识、经验和瞻望。本次研讨会促进了新能源新材料各领域学者间的深度交流，寻求技术与应用的匹配，为未来的学术合作、协同创新创造契机，共同推进新能源、新材料领域的创新和发展。目前各项新能源新材料技术研发应用都有亟待解决的突破方向，新能源新材料技术发展是开启新能源时代的钥匙，只有走在技术的前沿，我们才能非常有信心，成为建设全球能源互联网的坚强后盾。
中国旅德学者化学化工学会将会举办更多不同形式的学术交流活动，圣邀广大旅德学者的参与，为专家学者们打造一个交流最前沿的研究成果并分享先进研究方法的学术平台，敬请期待。
(郑瑶瑶)
2017.10.27
协办单位:
- 卡尔斯鲁厄中德学者交流协会(VCD-WAK)
- 斯图加特博士生学联