风光能源
利用超快光谱研究载能粒子输运性质，
开发新型大面积、高稳定性钙钛矿太阳能电池。
▲ Z. Liu†, L. Qiu†, Y. B. Qi* et al. Nature Energy 2020, 5, 59
研究成果
机器学习结合高通量筛选，优化高效率太阳能电池体系（组分）；通过先进表征手段研究等阐明太阳电池衰减机制，厘清高效率大面积薄膜电池成膜机制；利用界面工程，研发大面积、高效率、稳定的薄膜光伏组件制备技术，实现大面积、均匀钙钛矿光伏模组的制备。
目标
-
≥ 20 *20
模组面积
-
≥ 20%
效率
-
≤ 20%
2000小时稳定性运行性能衰减率
先进储能-固态锂电
聚焦下一代动力电池需求，
开发高能量密度、高稳定性的全固态锂电池。
研究成果
利用3D打印技术研发了具有三维结构的复合固态电解质，缓解了固固界面接触引起的界面电阻，有利于锂离子在界面的高效传输；开发了超快合成技术，在数秒内高效合成高熵氧化物固态电解质，显著提升锂离子的传输性能。在国际学术期刊上发表SCI收录论文30余篇，申请专利10余项。
目标
- 能量密度≥500 Wh/kg；
- 容量保持率大于80%@500圈
-
结构设计
-
超离子导体固态电解质
-
理论计算
-
中子研究离子迁移机理
先进储能-水系储能
聚焦储能要求，
研发具有本征安全、规模化储能的水系储能电池。
研究成果
长期从事电化学能源系统中能质传递强化及其调控方面研究，开发了新型流场式液流电池电堆，同步提升了系统功率密度和循环寿命。在国际学术期刊上发表SCI收录论文60余篇，获得专利授权10余项。
目标
-
≥ 200 Wh/L
静态储能能量密度
-
≥ 85% @80mA/cm2
能量效率
替代燃料
聚焦碳中和，
研发高性能电解水以及CO2高效制燃料关键材料，形成兆瓦级电解示范。
研究成果
建设有氢能科学技术研究平台，通过从“反应机理-材料合成制备-器件集成-系统优化”的系统性研发及创新，拓展建设兆瓦级系统集成与示范项目。现阶段针对电解水制绿氢开展了高性能的催化剂、离子交换膜的制备技术研究，优化了膜电极组件的性能和长期稳定性；同时将制备绿氢和CO2结合，实现高效制备小分子燃料。
目标
-
≥ 70%
综合效率
-
≥ 1 MW
系统规模
产业化研究结果
固碳减排
结合深圳海洋城市，开发海洋生态高效负排放技术，
突破CO2分离储运以及关键部件制备技术，实现规模化、低成本的CO2分离的示范。
研究成果
发展了水合物相变捕集封存CO2技术及相关理论，包括混合气高效分离与提纯技术、CO2高效安全储存运输技术、CO2置换开采天然气水合物技术，为新型固碳技术的创新研发和实际应用提供支撑；开展低孔隙度和低渗透率的地质勘探，长期封存过程中热-水-力-化多物理场演化模拟。开发了CO2电还原催化材料及器件研究，开发高选择性、稳定的CO2电还原催化剂，开展膜组件性能优化，实现了大电流长时间的电还原制备燃料。
目标
-
≥ 7.5 mmol/g
二氧化碳吸附容量
-
≥ 30%
300个循环后衰减
-
≤ 300 元/吨
捕集成本
-
≤ 60 kJ/mol
再生能耗
-
≥ 1000 吨/年
二氧化碳捕集能力
产业化研究结果
结合工业固废资源化，开发固废物CO2捕集技术并实现产业化
智慧能源
突破能源互联网控制及集成技术，
建成高比例可再生能源、规模化储能等灵活调度平台
研究成果
面向电动汽车的全生命周期智慧管理，“交通-充电-电力”三网协同优化与调控，基于大规模分布式微储能的智能电网辅助服务，电力市场与碳权交易。
新型智慧能源技术：节能、高效、低碳、经济
示范应用
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碳权交易应用示范
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南科大微电网示范平台
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V2G规模化示范平台
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研发平台建设
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电碳联动优化控制
Optimal control of
electro-carbon linkages -
新能源微电网
New Energy
Microgrid -
智慧能源系统管理
Smart Energy Systems
Management
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