超越傳統(tǒng)的電池體系 基金委發(fā)布重大研究計劃項目指南
【化工儀器網(wǎng) 政策法規(guī)】下一代電池新體系對于推進我國“雙碳”戰(zhàn)略目標如期實現(xiàn)具有重要意義，關(guān)鍵電化學能源體系與我國經(jīng)濟發(fā)展和戰(zhàn)略需求密切相關(guān)，需要多學科交叉協(xié)同攻關(guān)，形成從先進電化學能源原理到體系性技術(shù)方法的全鏈條原始創(chuàng)新，為我國未來儲能領(lǐng)域提供強有力的理論技術(shù)支撐。
日前，國家自然科學基金委員會發(fā)布《超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計劃2024年度項目指南》(以下簡稱《項目指南》)，超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計劃面向“雙碳”戰(zhàn)略和國家安全的重大需求，針對儲能電池與動力電池在能量密度、功率密度、安全性、環(huán)境適應性、資源與成本等方面面臨的關(guān)鍵科學問題和技術(shù)瓶頸，發(fā)展超越傳統(tǒng)的電池體系和相關(guān)理論，為我國下一代電池創(chuàng)新發(fā)展提供科學支撐。
《項目指南》明確目標：聚焦電池體系的能量與物質(zhì)可控輸運規(guī)律，突破傳統(tǒng)平板電極界面電荷層理論、“搖椅式”嵌脫儲能機制、傳統(tǒng)電池材料體系與架構(gòu)以及當前研究范式等，發(fā)揮多學科交叉融合研究優(yōu)勢，圍繞超長壽命、高穩(wěn)定性儲能電池與超高比能動力電池新體系創(chuàng)新，取得前瞻性基礎(chǔ)研究成果，引領(lǐng)全球電池科技變革，支撐我國“雙碳”戰(zhàn)略和能源科技自立自強。
針對核心科學問題，《項目指南》提到，本重大研究計劃圍繞以下三個核心科學問題展開研究：
(一)多場耦合下的電子、離子、分子等多物種輸運規(guī)律。
電池體系中物種的運動規(guī)律與輸運理論，多物理場(電、磁、力、熱、光等)耦合的多子傳輸與動態(tài)反應機制。
(二)跨尺度、多結(jié)構(gòu)的能量-物質(zhì)傳遞與轉(zhuǎn)化規(guī)律。
電池體系中物質(zhì)與能量輸運的多尺度環(huán)境演變行為，多相微環(huán)境中電化學活性位點的協(xié)同機制和構(gòu)效關(guān)系，電池全生命周期的結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。
(三)帶電界面的相互作用與調(diào)控機制。
能量高密存儲與高效轉(zhuǎn)化的電池體系中電極與電解質(zhì)表界面的作用機制，電池帶電界面調(diào)控和性能提升規(guī)律。
圍繞上述科學問題，以總體科學目標為牽引，對于探索性強、選題新穎、前期研究基礎(chǔ)較好的申請項目，將以培育項目的方式予以資助，研究方向包括“電池新概念及新結(jié)構(gòu)”、“電池新理論及人工智能方法”、“電池新表征方法及機制”、“電池新材料及創(chuàng)制策略”、“顛覆性電池儲能新體系”。
圍繞前沿科學問題和產(chǎn)業(yè)重大需求，以總體科學目標為牽引，對于前期研究成果積累較好、對總體目標有較大貢獻的申請項目，將以重點支持項目的方式予以資助，鼓勵與企業(yè)聯(lián)合申報，研究方向包括“電池系統(tǒng)工況表征新技術(shù)”、“基于豐產(chǎn)元素的本質(zhì)安全電化學長時儲能新體系”、“高比能高功率高安全的動力電池新體系”、“高比能長壽命高安全的全固態(tài)電池”、“極端條件下能質(zhì)高效轉(zhuǎn)化的電池新體系”、“電池人工智能大模型與數(shù)據(jù)共享平臺”。
據(jù)悉，2024年度資助計劃擬資助培育項目約25項，直接費用資助強度不超過80萬元/項，資助期限為3年，培育項目申請書中研究期限應填寫“2025年1月1日-2027年12月31日”；擬資助重點支持項目約6項，直接費用資助強度約為300萬元/項，資助期限為4年，重點支持項目申請書中研究期限應填寫“2025年1月1日-2028年12月31日”。
我國當前關(guān)鍵儲能技術(shù)整體缺乏變革性技術(shù)支撐，產(chǎn)業(yè)鏈革新挑戰(zhàn)亟需科學基礎(chǔ)創(chuàng)新突破，應圍繞儲能安全、能量密度、多工況適用性以及戰(zhàn)略存儲資源四個系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，聚焦基于“多場耦合的電子輸運規(guī)律”和“多尺度下反應機制探究”關(guān)鍵科學問題，構(gòu)建“超越傳統(tǒng)的電池體系”新機制，推進儲能技術(shù)變革發(fā)展，進而建立新的理論體系，推進關(guān)鍵儲能產(chǎn)業(yè)升級，努力提升我國在電化學儲能賽道的優(yōu)勢地位。
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