無人機(jī) “超長(zhǎng)航時(shí)飛行”、心臟起搏器供電終身、一條仿生機(jī)器魚可以在海洋中穿行上萬公里……隨著科技快速發(fā)展，超高能量存儲(chǔ)技術(shù)成為人類社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。據(jù)天津大學(xué)消息，日前，該校封偉教授團(tuán)隊(duì)成功研制出超高能量氟化碳材料，性能大幅度領(lǐng)先國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品，該技術(shù)現(xiàn)已獲得多項(xiàng)中國(guó)和國(guó)際發(fā)明專利授權(quán)，有望使我國(guó)率先突破超高能量存儲(chǔ)這一“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)。

氟化碳是目前世界上理論能量密度最高的原電池固態(tài)正極材料，在電子器件、生物醫(yī)學(xué)和裝備電源等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。“長(zhǎng)期以來，西方發(fā)達(dá)國(guó)家一直將高能量氟化碳制備視為核心技術(shù)，嚴(yán)禁技術(shù)輸出和公開交流。我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展遠(yuǎn)滯后于美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家，產(chǎn)品性能遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn)品。”封偉表示，目前國(guó)內(nèi)廣泛使用的氟化碳材料主要依賴國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格高達(dá)600～800萬元/噸，嚴(yán)重制約了我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

當(dāng)前，對(duì)于國(guó)際主流的氟化碳材料領(lǐng)域而言，“能量密度高”和“功率密度高”這兩個(gè)屬性通常難以兼顧。2008年，封偉團(tuán)隊(duì)率先提出通過開發(fā)具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的新型氟化碳材料，致力于實(shí)現(xiàn)氟化碳材料能量密度和功率密度“雙高”的目標(biāo)。歷經(jīng)十余年攻關(guān)，該團(tuán)隊(duì)通過顛覆共價(jià)型氟碳結(jié)構(gòu)，在國(guó)際上率先研制出新型氟化碳材料。研究結(jié)果顯示：這一新材料能量密度達(dá)到2738 Wh/kg，比國(guó)外同類產(chǎn)品高30%，達(dá)到世界領(lǐng)先水平，同時(shí)在超大放電電流條件下穩(wěn)定工作，真正實(shí)現(xiàn)了能量密度與功率密度“雙高”。

“這種新型氟化碳材料制備技術(shù)標(biāo)志著我國(guó)成功突破了超高能量存儲(chǔ)這一‘卡脖子’關(guān)鍵技術(shù)，一舉突破發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的技術(shù)封鎖。” 封偉表示。“目前團(tuán)隊(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了新型氟化碳材料的穩(wěn)定生產(chǎn)，并深入挖掘了氟化機(jī)理、結(jié)構(gòu)調(diào)控、電化學(xué)動(dòng)力學(xué)等科學(xué)問題。我相信，我們的‘中國(guó)創(chuàng)造’有望在不遠(yuǎn)的將來站在全球高能量存儲(chǔ)行業(yè)的制高點(diǎn)。”

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