在新的国际竞争背景之下,我国产业结构必须进行调整,要尽快改变高投入、高排放、高污染的局面, 大力发展战略性新兴产业。最近国务院出台了关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定, 选择新能源、新材料和电动汽车等7个产业作为战略性新兴产业。

《化学进展》编辑部积极响应,特邀中国科学院物理研究所王兆翔研究员担任执行主编,组织了 “清洁能源材料与器件专辑”,对于促进这个学科领域的学术研究和技术创新很有意义。专辑撰稿人都是国内本领域著名的专家、学者,他们的文章反映了国内在能量转换与储存等方面的研究进展和发展方向,不仅有利于同行交流学术观点和经验,对想要了解这个领域进展的非专业人士也提供了一份营养丰富的知识 “套餐”。

新材料是产业技术进步的基础,特别是实现产业结构优化升级和提升装备制造业的基础,也是发展新兴产业的先导。当前新材料仍然是制约我国产业技术进步的瓶颈,部分关键材料仍受制于人,以企业为主体的系统创新能力亟待提升。

动力与储能电池及其材料产业是新材料产业的重要组成部分。由于各种便携式移动装备的快速发展,锂离子电池等动力与储能电池产业迅猛发展。电动汽车已经成为保障能源安全和实现汽车工业可持续发展的必然选择。预计未来5年将迎来电动汽车产业发展的高峰。根据IEA“世界能源展望2009”的研究,2030年全球电动汽车将占汽车销量的60%。动力电池是发展电动汽车的关键,为实现电动汽车的产业化,必须大力发展锂离子电池和燃料电池等动力电池及其材料产业。大力发展太阳能、风能等可再生能源,必须利用大规模储能系统保障电网稳定性和电力供应的连续性。有代表性的三种储能电池技术是钠硫电池、液流电池和锂离子电池,尚处于开发、示范应用的阶段。随着可再生能源产业的建设和发展,储能电池产业将迅猛发展。预计未来5年将以示范运行为主,应用于风能、太阳能等可再生能源的大规模并网发电。

动力电池的成本和性能依然是制约电动汽车产业发展的主要因素。从性能上看,目前用于纯电动汽车的锂离子动力电池比能量约为100 Wh/kg,一次充电行驶里程100—200km。为使电动汽车能够达到传统汽油车的水平,电池的比能量应达到500Wh/kg。降低电池成本、提高电池性能,电池材料是关键。在锂离子动力电池材料方面,形成了一定的产业规模,但产业技术水平有待进一步提升,急需加强基础研究,大力提倡创新,掌握自主知识产权。

围绕电动汽车产业化和可再生能源的利用,“十二五”期间,我国能够建成动力与储能电池及其材料产业体系,满足“十二五”电动汽车和可再生能源的需求,为中长期的发展奠定产业基础。希望《化学进展》组织的“清洁能源材料与器件专辑”能为此目标的实现助一臂之力。