魏玉剑 范泽云

上海质量管理科学研究院

0 引言

《巴黎协定》签署后已有一百多个国家承诺在21世纪中叶实现碳中和。各个国家也都组织学者研究碳中和的方法和路径。目前学术界普遍认为碳中和主要路径包括三个方面：一是从能源供给端看要尽快实现可再生能源替代化石能源，二是从能源需求端看要不断提高能源的利用率，三是开发研究固碳技术，将人类活动产生的碳排放物捕获、收集并封存到安全的碳库中。碳中和的路径看起来很简单易懂，但要实现碳中和最根本的还是要靠技术进步，这已经成为科技界的共识。从公开发表的文章看，低碳技术分类多数从应用场景去描述，如可再生能源利用、低碳生产工艺、清洁电力替代等。实际上这些应用技术的创新必须依靠先进材料等基础技术的突破。从物理学角度考虑，低碳基础技术主要是能量转换技术及减少能量损失的技术。能量转换技术包括光热、光电、热电、化电、机电等相互转换技术。减少能量损失的技术主要包括热阻、电阻、磁阻及摩阻（四阻）极限技术，对应的有导热和绝热、超导和绝缘、高导磁和绝磁、无摩擦和强摩擦。本文主要从四阻角度探讨低碳基础技术研究方向，从不同的视角描述碳中和基础技术创新重点。

1 热阻极限相关技术

1.1 绝热材料

绝热材料可以分为多孔材料、热反射材料和真空材料三类。一般而言，通常以导热系数0.23 W/mK作为绝热材料与非绝热材料的分界线。……