超越傳統(tǒng)的電池體系 基金委發(fā)布重大研究計(jì)劃項(xiàng)目指南
【化工儀器網(wǎng) 政策法規(guī)】下一代電池新體系對(duì)于推進(jìn)我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)具有重要意義，關(guān)鍵電化學(xué)能源體系與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和戰(zhàn)略需求密切相關(guān)，需要多學(xué)科交叉協(xié)同攻關(guān)，形成從先進(jìn)電化學(xué)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(guó)未來儲(chǔ)能領(lǐng)域提供強(qiáng)有力的理論技術(shù)支撐。
日前，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)發(fā)布《超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計(jì)劃2024年度項(xiàng)目指南》(以下簡(jiǎn)稱《項(xiàng)目指南》)，超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計(jì)劃面向“雙碳”戰(zhàn)略和國(guó)家安全的重大需求，針對(duì)儲(chǔ)能電池與動(dòng)力電池在能量密度、功率密度、安全性、環(huán)境適應(yīng)性、資源與成本等方面面臨的關(guān)鍵科學(xué)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(guó)下一代電池創(chuàng)新發(fā)展提供科學(xué)支撐。
《項(xiàng)目指南》明確目標(biāo)：聚焦電池體系的能量與物質(zhì)可控輸運(yùn)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(chǔ)能機(jī)制、傳統(tǒng)電池材料體系與架構(gòu)以及當(dāng)前研究范式等，發(fā)揮多學(xué)科交叉融合研究?jī)?yōu)勢(shì)，圍繞超長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定性儲(chǔ)能電池與超高比能動(dòng)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(guó)“雙碳”戰(zhàn)略和能源科技自立自強(qiáng)。
針對(duì)核心科學(xué)問題，《項(xiàng)目指南》提到，本重大研究計(jì)劃圍繞以下三個(gè)核心科學(xué)問題展開研究：
(一)多場(chǎng)耦合下的電子、離子、分子等多物種輸運(yùn)規(guī)律。
電池體系中物種的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與輸運(yùn)理論，多物理場(chǎng)(電、磁、力、熱、光等)耦合的多子傳輸與動(dòng)態(tài)反應(yīng)機(jī)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(yùn)的多尺度環(huán)境演變行為，多相微環(huán)境中電化學(xué)活性位點(diǎn)的協(xié)同機(jī)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(jī)制。
能量高密存儲(chǔ)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(jī)制，電池帶電界面調(diào)控和性能提升規(guī)律。
圍繞上述科學(xué)問題，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，對(duì)于探索性強(qiáng)、選題新穎、前期研究基礎(chǔ)較好的申請(qǐng)項(xiàng)目，將以培育項(xiàng)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(jī)制”、“電池新材料及創(chuàng)制策略”、“顛覆性電池儲(chǔ)能新體系”。
圍繞前沿科學(xué)問題和產(chǎn)業(yè)重大需求，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，對(duì)于前期研究成果積累較好、對(duì)總體目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)的申請(qǐng)項(xiàng)目，將以重點(diǎn)支持項(xiàng)目的方式予以資助，鼓勵(lì)與企業(yè)聯(lián)合申報(bào)，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(xué)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能新體系”、“高比能高功率高安全的動(dòng)力電池新體系”、“高比能長(zhǎng)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(tái)”。
據(jù)悉，2024年度資助計(jì)劃擬資助培育項(xiàng)目約25項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度不超過80萬元/項(xiàng)，資助期限為3年，培育項(xiàng)目申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2025年1月1日-2027年12月31日”；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目約6項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為300萬元/項(xiàng)，資助期限為4年，重點(diǎn)支持項(xiàng)目申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2025年1月1日-2028年12月31日”。
我國(guó)當(dāng)前關(guān)鍵儲(chǔ)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(xué)基礎(chǔ)創(chuàng)新突破，應(yīng)圍繞儲(chǔ)能安全、能量密度、多工況適用性以及戰(zhàn)略存儲(chǔ)資源四個(gè)系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，聚焦基于“多場(chǎng)耦合的電子輸運(yùn)規(guī)律”和“多尺度下反應(yīng)機(jī)制探究”關(guān)鍵科學(xué)問題，構(gòu)建“超越傳統(tǒng)的電池體系”新機(jī)制，推進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)變革發(fā)展，進(jìn)而建立新的理論體系，推進(jìn)關(guān)鍵儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)升級(jí)，努力提升我國(guó)在電化學(xué)儲(chǔ)能賽道的優(yōu)勢(shì)地位。
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