實現碳中和是我國可持續發展的重大戰略目標，這要求化石能源在能源結構中的占比從目前的84%大幅降低，比如降低到10%左右，而太陽能和風能的占比從現在的大約4%提升到60%甚至更高。這意味著能源結構的革命性轉型。

過去十幾年來，光伏和風機的成本降低了十幾倍，可是風電和光電的占比還很小，只有4%。是什么限制了風電和光電占比的提高呢？主要原因就在于光伏和風機發的電是間歇的，不穩定的，并網困難。那么如何應對光電和風電的間歇不穩定性呢？儲能是最有效的方式，能夠平抑能量的波動，實現能量平滑、穩定的輸出，提高光電和風電實際利用的水平。因此，儲能是新能源為主體的新型能源系統的關鍵環節。

實現碳中和對儲能技術的要求有若干特別的要求，首先要求儲能裝備具有易規?；奶攸c，同時要能夠長時間儲能。儲能裝置不應該有地域和地理的限制，儲能要安全，運行要平穩，成本要低，壽命要長。特別強調的是，目前化石能源為主導的能源系統中，化石能源調峰加上短時的儲能就能夠實現能量的供需匹配。而在可再生資源為主導的新型電力系統中，化石能源占比低，無法滿足調峰需求，所以能源系統的供需匹配需要長時儲能來實現。也就是，太陽能和風能為主導的新能源結構需要長時、規?；膬δ芗夹g。

流體電池是以可流動物質為能量載體，能量與功率解耦的電池，包括電解池、燃料電池、液流電池、金屬空氣電池等。因為實現了能量與功率的解耦，流體電池適合用于長時、規?；瘍δ埽哂袕V闊的應用前景。但流體電池大規模應用仍需要進一步提高性能，降低成本。然而，流體電池涉及到電化學反應、物質傳輸、熱量傳遞相互之間的配合，過去的研究由于學科界限的壁壘，沒有形成反應界面電化學動力學與空間傳遞的相互作用的統一理論。

一種以可循環充放電的液態能量載體儲能的電燃料儲能新技術，該技術可以隨時隨地將遍布在大地上光能與風能變為電燃料，高效地提供新能源電力。電燃料的發明帶來很多優勢：擴大了能量載體選取范圍，突破材料資源限制；提高電解液利用率，降低電解液成本；提高電流密度，降低電堆成本。

實現碳中和需要規模化長時的儲能技術；流體電池這種易規?；㈤L時、安全、無地理的限制，特別適合大規模的儲能；熱物理與電化學交叉研究是實現流體電池技術突破的關鍵。

其長期致力于傳熱傳質和電化學儲能領域的研究，其中電化學儲能研究方向包括燃料電池、液流電池、金屬空氣、電燃料儲能等等。其團隊通過熱物理與電化學交叉的獨特視角與方法，探究燃料電池等先進電池中的電子、離子、質量和熱量之間的耦合傳遞機理，取得理論突破，實現電池儲能技術的創新與應用。

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