英国和天富注册电气化的竞赛

时间:2020-05-30 10:54 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
天富注册


 


 
法拉第研究所支持电化学储能科学和技术的研究、培训和分析。天富注册
 
法拉第研究所(FI)成立于2017年10月,是英国电化学储能科学与技术的独立研究所,支持研究、培训和分析。FI将来自大学和工业界的专业知识汇集在一起,努力使英国成为汽车和更广泛的相关行业的新型电力存储技术的研究、开发、制造和生产的首选之地。
 
该机构资助的应用启发了电化学储能的基础研究。该机构最有前途的研究将通过法拉第电池挑战赛建立的创新和应用管道开发,以供实际应用。这个模型将发现新的材料,带来改变游戏规则的技术突破。
 
该基金会将科学家、行业合作伙伴和政府资助聚集在一起,实现一个共同的目标。他们投资于合作研究,以降低电池成本、重量和容量;提高性能和可靠性;发展可扩展的设计;改善我们的制造业;制订从采矿到回收再用的终身战略;加快商业化进程。
 
法拉第研究所首席执行官尼尔·莫里斯在能源领域拥有超过33年的国际运营、商业和商业经验。莫里斯接受《欧洲科学技术季刊》采访时谈到了法拉第研究所,以及他们在未来电池技术中所扮演的角色。
 
你能告诉我们法拉第学院的一些情况吗?
 
在英国工程院,我们利用英国的世界级研究能力,率先打破阻碍未来电池技术商业化实现的基本科学障碍。我们组织的使命是加速科学突破,使英国在全球电气化竞赛中受益。通过这样做,我们将为经济繁荣、降低碳排放、改善空气质量、创建新产业和确保英国的高质量就业做出贡献。
 
简而言之,法拉第机构是:天富注册链接
 
创造新的科学知识,
 
重新定义研究模式,
 
建筑功能,
 
工业的经济价值不断增长,
 
并实现向全电力英国的过渡。
 
我们与更广泛的法拉第电池挑战合作,以实现英国政府产业战略挑战基金设定的国家目标。虽然政府对法拉第电池挑战赛的投资最初集中在汽车行业,以满足其承诺和不断增长的全球对电动汽车的需求,法拉第机构也将帮助推动电池的发展,在电气化经济的其他应用。
 
创造新的科学知识
 
在FI,我们被驱使留下一个持久的遗产。我们设立基础研究项目是为了实现科学突破,而不仅仅是渐进式的改变。我们的研究是尖端的和应用驱动的,专注于目前阻碍电池充分发挥其潜力的技术差距。
 
为了解决这些挑战,我们召集了来自世界上一些最好的大学的范围广泛的科学学科的英国领先研究人员。我们在英国的研究团队有200多名成员,而且还在不断壮大,包括20所大学和30多家行业合作伙伴,我们正在英国以外的地方建立国际研究合作关系。我们今天进行的工作将形成一份科学知识的遗产,未来的几代研究人员将以此为基础。
 
在与产业界和学术界协商确定推进电池技术面临的主要挑战后,法拉第研究所于2018年初启动了四个研究项目,总计4200万英镑。目前法拉第研究所的三个项目集中于改善锂离子电池的化学性质、性能和可回收性。第四个项目是高风险高回报项目,旨在开发一种大规模使用的固态电池。
 
另外四个研究领域的项目将于2019年8月宣布:
 
1)下一代锂离子阴极材料
 
2)电极制造
 
3)新一代钠离子电池
 
4)锂离子以外的细胞化学
 
重新定义研究模型
 
我们正在从根本上改变进行基础研究的模式。我们汇集了来自电化学、物理、数学、计算机科学和机械工程等广泛领域的科学家和工程师,积极地与彼此和我们的工业合作伙伴进行合作。这些积极管理、协调、多学科的研究团队快速和大规模地工作。
 
我们充分利用英国强大的科研基础、基础设施和国家设施,充分利用英国的各种能力。我们研究团队的愿望是大胆的。为了最大限度地实现我们的研究目标,我们培养了一种鼓励创新思维、韧性、创造力和企业家精神的文化。
 
建筑的功能
 
能力建设包括技能和物理基础设施,是FI目标的基础。我们正在培养各种各样的人才,我们希望从这些人才中培养出下一代的电池科学家和工程师。为了做到这一点,我们的项目在很多层面上运作,从激励在校儿童到支持博士研究人员等等。
 
为了实现经济的全面电气化,英国需要吸引更多来自社会各个领域的人担任相关角色。我们的外展计划鼓励年轻人考虑从事STEM(科学、技术、工程和数学)职业。我们的吸引项目和奖学金的对象是stem项目中代表性不足的群体——妇女、黑人和少数民族,以及社会经济背景较低的群体——作为长期增加参与的积极行动。
 
我们充分利用英国科学家的技能和经验,他们中的许多人在能源存储研究方面处于世界领先地位。我们培养了一批优秀的早期职业研究人员,传授技能、知识、经验和抱负。通过这样做,我们的目标是培养一代又一代的科学家,他们将为英国带来一波又一波的研究突破。
 
我们充分利用国家研究基础设施来促进我们的项目。我们发现在基础设施和资金设备和设施方面的差距,使我们的研究人员有能力,使我们的团队有机会取得成功的突破。
 
工业的经济价值不断增长
 
我们最初的科学项目集中于英国汽车工业设定的国家目标。法拉第电池挑战赛的三个部分分享了电动汽车的这些技术挑战。例如,降低三分之二的电池成本,将能源密度(以及电动汽车(EV)的行驶里程)提高一倍,到2035年实现电动汽车电池的闭环回收系统。我们认识到,为了实现英国在电动汽车和电池制造方面的潜力,英国需要在同时克服商业电池领域所有这些挑战方面发挥主导作用。
 
为了帮助我们实现我们的目标,工业代表被嵌入FI的每一个层次:在我们的研究项目,专家小组(就我们的科学项目提供建议),和我们的董事会。我们密切关注我们的研究,寻找商业机会,并将科学发现推向商业化。
 
为了英国工业和经济的利益,我们寻求从我们的项目中获取知识产权。在我们的项目进行了一年之后,我们的研究团队已经有了一些发现,这使得我们有必要就知识产权和可能的衍生品展开讨论。
 
实现向全电力英国的过渡
 
我们提供独立的,以证据为基础的理解电池科学,经济,社会问题,能力和竞争地位通过委托研究。因此,我们就能源转型问题向政策制定者和监管机构提供信息。
 
为了通知政府和其他利益相关者,2019年6月产生的FI发表了一项研究从麦肯锡能源与个人见解和英国牛津大学定义的电动汽车和电池生产潜力2040,需要采取什么行动,以及由谁来确保这个机会捕获。
 
你认为目前电池研究的趋势是什么?
 
要让大众接受电动汽车,最大的挑战是电池的成本。电池高达70%的成本是材料成本。如果你想降低电池的成本,你必须主要关注阴极材料。现在有一种强大的研究趋势,可以使用更便宜的阴极化学和工艺。
目前生产的电动汽车电池(基于NMC 111,金属比例一定)在寿命、能量密度和安全性方面都是一种妥协。但它太贵了,因为钴含量高。远离Co的另一个重要因素是,电动汽车制造商和汽车制造商正面临越来越大的压力,要求它们证明自己在合乎道德地采购用于电池的原材料。
 
预计到2021年电动汽车电池将主要使用NMC622,到2020年中期使用NMC811(这将需要更少的钴和更多的镍)。但随着Ni含量的增加,新的降解机制和副反应出现了,且已有的降解机制和副反应出现得更快。理解这些机制是朝着采用缓解策略的方向迈出的一步,这样材料和化学物质可以为811进行优化,使其成为商业电池阴极的可行材料,拥有成本更低,这是FI电池降解项目正在寻求加速的事情。
 
另一个主要的研究趋势是开发新的电池化学物质,努力实现性能(功率密度和能量密度),使驾驶体验符合内燃机汽车的期望。在英国乃至世界范围内,人们都在投入大量精力开发固态电池、金属空气电池、锂硫电池和硅基电极。但我们需要谨慎地设定预期。在实验室中,处于概念验证阶段的新化学反应通常至少需要10年时间才能通过技术成熟水平,成为市场产品。
 
像这样的机构有创业奖学金项目、技能和能力建设计划有多重要?
 
我们鼓励能源储存领域的创业精神。我们设立创业奖学金,是为了促进我们的研究计划或密切相关的活动所产生的新商业机会。它们提供种子资金、商业支持和指导,以最大限度地发挥成功的潜力,并加速剥离过程。
 
我们需要研究界鼓励创业精神,将其作为一种方式,通过技术准备水平将科学突破转化为商业产品的改进。现有的汽车工业往往不喜欢变化得很快。我们需要企业家和初创企业——两者都能实现自身的变革——并引发成熟行业的回应。
 
打持久战
 
我们希望,我们在能力建设方面的工作将催生一波又一波的科学和商业创新,不仅在未来5年,而且在未来几十年都将为英国经济提供动力。为了在这个基础上竞争,就像英国将要做的那样,每个人,政府,FBC,学者,产业,都需要超越政治周期,超越产业规划周期,远远超越学术时间表。
 
英国必须打持久战。国际能源署已经启动了四个加速研究项目,以解决能源储存中最棘手的问题。这是未来的种子,但光有种子是不够的。我们不能依赖现有的学者来实现突破,而这些突破将推动第三、第四和第五波创新浪潮。我们需要培养和建设一批训练有素的电池科学家和工程师——我们必须建设能力,这将是法拉第研究所的关键遗产之一。
 
这项计划的重点是在培养下一代电池科学家和工程师的过程中培养一批人才,让他们接替现任主管的工作。我们通过以下几个方面来构建这个人才库:本科生实习、获得全额资助的博士培训项目(包括工业实习)、为早期职业研究人员提供的旅行补贴,以及为研究助理和员工提供的持续专业发展。
 
我们将下一代研究人员的培训和发展置于我们工作的核心。经济电气化的挑战需要利用所有可用的资源。
 
谈到电池研究,你认为最大的挑战是什么?如何克服这些困难?
 
锂离子电池已被证明在电动汽车的早期推广阶段具有商业可行性。性能的增加将继续改善所使用的材料和电解质,并提供更好的整体系统设计。
 
然而,目前的锂离子电池有局限性。它们所含的易燃溶剂意味着存在固有的安全隐患——尽管商业电动汽车已制定了完善的战略来管理这些风险。
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