大連化物所推動液流電池儲能技術(shù)落地生根,全球市場占有率超60%——
構(gòu)建核心“專利群” 提升技術(shù)“含金量”
在我國能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型進程中,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),是保證能源安全、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán),但像風(fēng)能、太陽能這類可再生新能源本身存在不連續(xù)、不穩(wěn)定的特點,如何把其產(chǎn)生的電能有效儲存起來,供人們在生產(chǎn)、生活中隨取隨用?經(jīng)過20余年的潛心鉆研,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(下稱大連化物所)儲能技術(shù)團隊研發(fā)的新一代全釩液流電池儲能技術(shù)在我國落地生根。該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化運用,為我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐,并入選專利產(chǎn)業(yè)化十大典型案例。
大連化物所堅持“產(chǎn)、學(xué)、研、用”的思路,從產(chǎn)業(yè)實際需求出發(fā),圍繞液流電池儲能技術(shù),強化高價值專利培育,實施“專利群”戰(zhàn)略,運用專利導(dǎo)航等工具做優(yōu)新增專利、優(yōu)化專利布局,在國內(nèi)外實施了包括全球最大100MW/400MWh國家級液流電池儲能調(diào)峰電站在內(nèi)的20余項商業(yè)化示范項目,國際市場占有率超60%。
“科研工作和產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié),是技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化前景不好的主要原因之一。我們所有的基礎(chǔ)研究都是圍繞著解決產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中存在的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題開展的?!贝筮B化物所副所長、儲能技術(shù)團隊負(fù)責(zé)人李先鋒介紹,膜材料是液流電池的部件之一,是液流電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。針對全釩液流電池技術(shù)領(lǐng)域用隔膜長期依賴于進口的“卡脖子”難題,儲能技術(shù)團隊以產(chǎn)業(yè)實際需求為導(dǎo)向,展開核心技術(shù)攻關(guān),首次提出了“不含離子交換基團”的“離子篩分傳導(dǎo)”機理,將多孔離子傳導(dǎo)膜引入液流電池,并進一步突破了多孔離子傳導(dǎo)膜的規(guī)模放大技術(shù),建成膜材料批量化生產(chǎn)線,每年產(chǎn)能超過20萬平方米,實現(xiàn)了膜材料國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
利用開發(fā)的膜材料,研發(fā)團隊開發(fā)出30千瓦級高功率全釩液流電池電堆。該電堆不僅保持了傳統(tǒng)電堆的高功率,同時大幅提高了電堆的可靠性和批量化生產(chǎn)程度,電堆總成本降低40%。
“我們在研發(fā)的同時,十分注重圍繞核心技術(shù)進行高價值專利培育,為高效率的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化提供支撐?!崩钕蠕h介紹,在研發(fā)過程中,大連化物所始終踐行知識產(chǎn)權(quán)全過程管理,制定年度知識產(chǎn)權(quán)保護方案,及時對研究成果進行統(tǒng)計、收集和評估,持續(xù)提升專利質(zhì)量。通過前期對專利申請方向進行布局,大連化物所建立并形成了以多孔膜核心專利為中心的“專利群”,使不同類型、不同保護程度的專利相互交疊,提高核心技術(shù)的保護力度。
“當(dāng)前,我們團隊就全釩液流電池相關(guān)技術(shù)在國內(nèi)外共申請專利300余件,目前擁有有效發(fā)明專利100余件,技術(shù)覆蓋從電池隔膜、電極、雙極板等關(guān)鍵材料到核心部件和系統(tǒng),形成了相對完善的知識產(chǎn)權(quán)保護體系?!崩钕蠕h說。
高價值專利的培育,有助于持續(xù)提升技術(shù)的含“金”量?;诟邇r值專利組合,大連化物所經(jīng)歷了作價入股、專利轉(zhuǎn)讓、專利許可等不同形式的探索,與大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司、開封時代新能源科技有限公司等多家企業(yè)建立了長期合作,相關(guān)技術(shù)支撐了全球規(guī)模最大200MW/800MWh全釩液流電池儲能調(diào)峰電站國家示范項目落地建設(shè),目前該項目一期工程已實現(xiàn)并網(wǎng)運行。2022年,大連化物所與比利時一家公司簽訂了用戶側(cè)液流電池技術(shù)許可,在歐洲市場推廣應(yīng)用。這是我國液流電池技術(shù)向發(fā)達國家輸出的有益實踐,體現(xiàn)了該項目新一代液流電池技術(shù)在國際上的領(lǐng)先地位。此外,儲能技術(shù)團隊還牽頭制定并發(fā)布了首項液流電池國際標(biāo)準(zhǔn),主導(dǎo)和參與制定了9項國家標(biāo)準(zhǔn),13項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),引領(lǐng)和推動全球液流電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“我們將持續(xù)積極面向產(chǎn)業(yè)需求,通過關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新推動技術(shù)持續(xù)進步,加強與中央企業(yè)對接交流,不斷推動‘產(chǎn)、學(xué)、研、用’良性循環(huán),強化專利技術(shù)轉(zhuǎn)化能力,切實推動專利技術(shù)向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化落地?!崩钕蠕h表示。(記者 黃佾)
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