天津大學研制出超高能量氟化碳材料

發布日期:2019-07-03
所屬行業: 化工醫藥 進展階段: 可行性研究 所屬地區: 天津

  無人機 “超長航時飛行”、心臟起搏器供電終身、一條仿生機器魚可以在海洋中穿行上萬千米……超高能量存儲技術已成為人類社會進步的重要標志之一。日前,天津大學封偉教授團隊研制的超高能量氟化碳材料,儲能性能大幅領先于國內外同類產品,有望使我國率先突破超高能量存儲這一“卡脖子”技術瓶頸。
  氟化碳是目前世界上理論能量密度最高的原電池固態正極材料,在電子器件、生物醫學和裝備電源等領域有廣闊應用前景。長期以來,發達國家一直將高能量氟化碳制備視為核心技術,嚴禁技術輸出和公開交流。我國相關領域發展遠滯后于美、日等發達國家,產品性能遠低于國外同類產品,目前國內廣泛使用的氟化碳材料主要依賴國外進口,價格高達600萬~800萬元/噸,嚴重制約了我國相關領域的科學研究和產業發展。
  當前,國際主流的氟化碳材料難以同時實現能量密度高和功率密度高,這也成為制約人類進入超高能量存儲時代的技術瓶頸。封偉團隊在2008年率先提出通過開發具有獨特結構的新型氟化碳材料,實現氟化碳材料能量密度和功率密度“雙高”的目標。該團隊歷經十年攻關,通過顛覆共價型氟碳結構,在國際上率先研制出新型氟化碳材料。
  研究結果顯示:他們研發的新材料能量密度達2738Wh/kg,比國外同類產品高30%,同時該材料可在超大放電電流條件下穩定工作,兼具高能量密度和高功率密度特性。這種新型氟化碳材料制備技術標志著我國成功打破了超高能量存儲這一關鍵技術瓶頸,一舉突破發達國家對我國長達數十年的技術封鎖。
  “我們已經實現了新型氟化碳材料的穩定生產,獲得多項中國和國際發明專利授權,并深入挖掘了氟化機理、結構調控、電化學動力學等問題。” 封偉表示,這一材料有望在不遠的將來站在全球高能量存儲行業的制高點。