7月7日至10日,2024世界燃料电池大会(2024 World Fuel Cell Conference)在甬召开。本次会议由国际氢能协会主办,中国科学院宁波材料技术与工程研究所(以下简称“宁波材料所”)、中国科学院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)共同承办。宁波材料所副所长(主持工作)王立平为大会名誉主席,大连化物所燃料电池系统科学与工程研究部部长邵志刚和宁波材料所氢能实验室主任王宇楠为会议主席,加拿大滑铁卢大学李献国院士、宁波材料所副所长陈亮为会议共同主席。厦门大学孙世刚院士、宁波市副市长徐岩及全球氢能及燃料电池领域的50余位顶尖专家、相关领域学者与产业界代表近400人齐聚宁波,围绕氢能高效利用、燃料电池领域关键问题与产业前沿,深入交流探讨最新研究进展及成果,助力全球氢能与燃料电池研发与应用发展,是难能可贵的国际学术及产业盛宴。
7月8日上午,大会正式开幕,并举行了简短的开幕式。开幕式由王宇楠主持,王立平、李献国、徐岩分别致辞。
王宇楠作为大会主席,代表中国科学院宁波材料技术与工程研究所,向莅临的专家和学者们表示热烈欢迎,向国际氢能协会及大连化物所表示真挚感谢,并预祝本次大会取得圆满成功。
王立平在致辞中回顾宁波材料所筚路蓝缕的发展历程,汇报了材料所建所20年围绕国家重大战略和区域创新发展需求,聚焦海洋关键材料与应用技术、磁电功能材料与器件、特种高分子与复合材料三大主攻方向,并结合材料+信息、材料+制造、材料+能源等布局特色方向取得的重大突破性成就。王立平强调,宁波材料所自建所之初就布局燃料电池技术,一直面向国家能源重大战略需求和国民经济主战场,不断优化,致力于打造可再生能源存储与利用产业技术链。王立平表示希望通过本次会议,汇聚全球氢能及燃料电池领域的顶尖专家,围绕最新的产业及科研进展,共同探讨氢能及燃料电池的内涵特点、应用领域以及科学问题,加速科技创新和应用推广。
李献国在致辞中提到,过度使用能源导致的过度温室气体排放带来了全球变暖的严峻气候问题,而国际普遍认为能源脱碳需要使用氢气作为能源载体。据国际能源机构统计,要2050年实现净零目标,全球氢能总使用量还远远不够。未来几十年里,研究人员、技术开发人员和商业界将存在重大机会。而本次国际氢能协会主办世界燃料电池大会,为交流氢能的生产、使用和应用知识和技术信息提供了宝贵平台。
徐岩在致辞中指出,绿色低碳转型已成为全球共识,而氢燃料已成为能源技术革命的重要战略方向。宁波积极拥抱能源技术革命,顺应时代潮流,大力推进氢能产业布局,制定了加快氢能产业发展、氢能产业中长期发展规划等一系列政策举措,为氢能产业发展作出了积极探索。宁波作为富氢之城,将按照党中央、国务院和省委、省政府的决策部署,推动燃料电池加快发展,为共建清洁美丽的世界贡献宁波力量。徐岩强调,将以链式发展思维,厚植产业基础支撑;将以敢为人先的勇气,拓宽应用场景空间;将以开放开源的姿态,促进技术交流交融,以本次大会为契机搭建国际氢能及燃料电池合作交流平台,加强研究和人才的交流合作,共同推动氢能产业持续突破、氢能红利更大释放。
在大会邀请报告环节,厦门大学孙世刚院士、东京工业大学教授Shuichiro Hirai等国际氢能及燃料电池领域著名专家分享了精彩的学术报告。
孙世刚院士在题为“质子交换-膜燃料电池催化剂的结构设计与性能增强”的报告中指出,质子交换膜燃料电池(PEMFC)能够直接且高效地将储存在燃料分子或氢中的化学能转化为电能,在实现碳中和目标和构建氢能社会方面具有关键作用。目前,铂基材料仍是PEMFC运行中不可替代的催化剂。然而,铂金属的稀缺性及其高昂的价格限制了PEMFC的商业化和广泛应用。此外,PEMFC阴极的氧还原反应动力学极其缓慢,这也是阻碍PEMFC快速发展的主要挑战之一(现有PEMFC中所用铂的90%都装载在阴极)。针对这些问题,研究团队基于对结构-性能关系的深入理解,设计并研究了具有高活性和稳定性的铂基催化剂,包括高指数面纳米晶体催化剂和铂合金纳米催化剂,并探索了高活性非贵金属催化剂的可能性。
Shuichiro Hirai在题为“PEMFC催化过程中油墨分散度及结构的测量与分析”的报告中指出,催化剂墨水的分散性能够调控催化剂层的多孔结构,进而影响聚合物电解质燃料电池的高功率密度运行。优异的燃料电池催化剂层需要具备低氧传输阻力、高质子和电子电导率以及高电化学表面积。为此,研究团队利用激光散射粒度分布分析仪、扫描电子显微镜和衰减全反射红外光谱等一系列先进技术,深入研究了催化剂墨水的分散机制。通过这些研究,他们总结出针对不同催化剂层的最优水/乙醇比例、离子聚合物/碳比例以及干燥速度,从而优化了催化剂层的性能。
随后,孙世刚院士与参会专家日本九州大学教授Ito Kohei,香港科技大学教授邵敏华,美国范德比尔特大学教授Piran R Kidambi围绕“重大关键突破以引领氢能:材料和方法”开展了圆桌论坛,清华大学教授张剑波主持了本场论坛。针对现场来自学术界及企业界的参会人员提出的“对于氢能的未来发展,什么方向更具有前景,更值得探索”“实现氢能的大规模应用,还有哪些值得科研工作者继续探索的”等问题,孙世刚院士表示要加强跨领域、跨学科合作,结合各学科优势,共同推进氢能领域进步。Piran R Kidambi教授表示要加强基础研究,以底层技术引导前沿发展。Ito Kohei教授表示现今人工智能(AI)发展很快,且已经在各领域包括氢能大放异彩,但是要正确使用AI技术,发展健康氢能技术。
未来2天,与会院士、专家学者将围绕氢能、燃料电池以及交叉学科三大主题带来63篇精彩的报告。
世界燃料电池大会是由国际氢能协会主办的多学科交叉会议,旨在为该领域的专家学者提供一个高端平台,交流本领域最前沿的学术思想、最新研究进展和成果,提炼燃料电池和氢能源的国际战略和发展路线图,并与各国政府基金机构、政策制定机构与全球工业界头部企业合作,共同推动全球燃料电池与氢能源领域的产学研协同发展。大会先后在加拿大滑铁卢、美国尔湾、英国伦敦等地举办,今年能到中国宁波举办,对于提升宁波在国际氢能领域世界影响力具有重要意义。大会的成功召开将促进氢能及燃料电池行业的高质量发展,也将为宁波广聚海内外人才智力,博纳高科技创新成果,以科技创新加快发展新质生产力发挥积极作用。