樊松昊

【摘 要】随着经济的飞速发展，能源问题越来越成为制约经济发展的重要因素，人们对于能源问题的关注程度越来越高，绿色环保、可再生的新能源材料的应用可以当前缓和经济发展与环境保护的矛盾，调解能源供需现状。新能源材料的开发和应用能力，取决于其开发技术的更新应用。本文在概述新能源材料的发展现状及发展前景的基础上，对新能源材料的性能预测做出分析，验证当前新能源材料在各个行业应用的普适性。

【关键词】新能源材料；性能预测

能源问题在工业社会中一直是困扰经济发展的重要问题，粗放型的传统能源的使用对于环境造成的影响不可逆转，能源利用带来的经济利益与人居环境之间的矛盾日益突出，加剧的空气质量问题让社会不得不重新审视人类的生存问题及能源消费的结构问题。

1 新能源材料的发展现状

当前材料学对于新能源材料研究的热点技术前沿包括高能储氢材料、聚合物电池材料、中温固体氧化物燃料电池电解质材料、多晶薄膜太阳能电池材料等。其研究现状和发展情况可以概括如下。

1.1 锂离子电池及其关键材料

锂离子电池及其关键材料的研究是当前新能源材料研究在技术方面成果最为丰富的领域之一，在其相关产业链的形成及发展呈现的效果也效果良好。这一领域的研究热点是开发适用高性能的锂离子电池的材料、设计、技术。锂离子电池的正负极材料研究热点是ɑ-NaFeO■型层状结构和尖晶石结构，负极材料研究热点材料代表是以中间相碳微球（MCMB）和石墨材料。我国的锂离子正极材料在世界范围内占据重要地位，品质良好，需求量逐年增加，有色金属价格的上升也形成新政及材料的开发热潮；负极材料主流是中間相炭小球（MCMB），国内最大供应商年产量一千吨，国内锂离子电池关键材料基本配套，为未来更大空间的发展提供了良好的物质环境和有利条件。

1.2 镍氢电池及其关键材料

镍氢电池是近年来开发的容量大、没有记忆效应、绿色清洁的新型电池，主要使用贮氢合金材料。镍氢电池最早由荷兰研制开发，产业化最快的却是日本，其产品性能、产量及技术革新都居于世界前列，我国的小功率镍氢电池产业优势明显，出口量年增长率在30%以上。目前，世界各国都计划将镍氢电池运用于电动汽车的开发计划，镍氢电池的未来发展方向方形密封、大容量、高比能。

1.3 燃料电池材料

燃料电池材料在工业方面应用广泛，比如：燃料电池电站、电动汽车及民用电器等场合，与氢能关系密切。二十世纪七十年代国外先进技术已经将其应用于航天技术，九十年代开始在潜艇方面应用。燃料电池作为电源在电动汽车上年使用也是近年来燃料电池研究的目标之一。在材料方面，主要以电解质材料合成及薄膜化、电极材料合成与电极制备、密封材料及相关测试表征技术的研究。

1.4 太阳能电池材料

许多发达国家将太阳能光电技术放在新能源开法利用的首位，单晶硅电池和多晶硅电池的转换效率分别达到20%和17%，社会各界关注广泛。美国砷化镓太阳能电池的转化效率已经达到可观的20%-28%，目前利用多层结构还可以将转换效率进一步提高，以高效堆积式多结砷化镓太阳能电池为例，转换效率达31%，多层复合砷化镓电池转换效率甚至已经达到了40%。

1.5 发展核能的关键材料

中国核电的发展目前由适度发展向加速发展转移，同比增长120%，我国未来计划投入5000亿元加速再生能源和核电的发展，沿海计划建成28座核电站，核电装机总容量计划在2020年达到占据全部装机总容量的4%，核电的发展，取决于核电材料的的研究发展，我们国家的核电材料在整体性方面还不能完全满足核电研制及生产标准，品种较为单一、基础研究程度不够、应用于经济发展的力度及程度不够。

2 推动新材料发展的对策及建议

我国的新材料的发展需要由政府主导，加强能源材料产业链的凝聚力，促进产业集群效应贯通，提升我国嫩馆材料的整体竞争力，加大技术投入和资金支持，带动相关产业的发展；政府对于新能源开发也需要构建科技创新平台，配套相关政策措施，培育可以与国际发展并肩甚至领先的研发成果，加快新能源材料的产业化建设，推动能源材料及能源产业的发展；极大相关顶尖人才的引进力度，包括科研人才、产业化人才、成果转化人才等，加强国际间的交流与合作，互相学习指正，优化科研环境，为优秀人才提供相应的优惠政策，吸引更多的国内外人才加入新能源材料的研究开发。

在发展新能源材料的对策方面，参照日本，加大基金投入和技术研发支持，自上个世纪九十年代，日本对于钠硫电池进行无偿的资金支持，扶持示范性项目，并对投入商业运作的产业进行补贴；参照美国，进行立法支持，2007年美国颁布“能源独立与安全法”将电力储能技术作为智能电网的一部分进行重点支持，国家专项拨款扶持储能相关项目的研究发展，我国可以根据国内实际情况及新能源发展形势，在参照国外扶持手段的基础上作出调整，加速新能源材料的研发应用。

3 结语

新能源的研发，取决于对于新能源材料的发现及物性认识和新技术的突破，针对新能源材料的性能预测和分析，旨在建立新能源材料与现实需求之间的普适性联系，符合时代的发展要求。新能源材料的开发，并不是在一朝一夕之间可以完成和应用的，目前阶段，在加大政府支持力度的同时，对于传统能源的利用还需要进一步调整其布局结构，坚持经济发展与环境保护相协调，强化新能源的地位，促进可持续发展战略与科教兴国战略的紧密结合。新能源材料的研究和开发设计专业学科领域广泛，需要众多专业协同才有可能取得阶段性、突破性的成果，以应用于经济建设，服务于社会发展，为能源的利用效率及种类提供更多的选择。

【参考文献】

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[2]庞维强，樊学忠，张龙彬.高含能材料在固体推进剂中的应用探讨及发展趋势[J].飞航导弹，2009（1）.

[责任编辑：田吉捷]