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中国科学院北京纳米能源首席科学家王中林:预计2021年分布式能源的市场将达1000多亿美元

2017-11-08 01:24· 投资界   
   
分布式能源的市场非常大,分布式能源的市场预计2021年会达到1000多亿美元。当然它覆盖的方面比较多,包括分布式风能、分布式太阳能、还有其他的能源。

  中共西安市委、西安市人民政府于2017年11月7日—8日在西安举办“2017全球硬科技创新大会”。邀请国家部委、省委省政府领导,诺贝尔奖获得者、国内外相关领域院士专家、科技企业领袖、知名投资人等约800余人参会。

  本次大会以“硬科技改变世界,硬科技发展西安”为主题,大会由开幕式、主论坛、分论坛及多场系列活动组成,围绕人工智能、航空航天、生物技术、光电芯片、信息技术、新材料、新能源、智能制造等硬科技“八路军”领域为重点,共举办16场系列论坛活动。

  会议上,中国科学院外籍院士、中国科学院北京纳米能源首席科学家王中林先生发表了主题演讲。

中国科学院北京纳米能源首席科学家王中林:预计2021年分布式能源的市场将达1000多亿美元

  以下是其演讲实录(有删减):

  各位领导,各位来宾,非常荣幸能够站在这个讲台上介绍我们的“硬科技”。我是陕西长大的,从陕西直接考出留美,很高兴回到家乡介绍我们的研究。

  今天的题目是纳米发电机新时代的能源与传感。新时代这个词是今年3月份提出来的,什么是新时代的能源?大家说能源的时候都在说大能源,比如能不能给整个城市供电,但是13年以前我开始研究微纳米能源,就是移动式能源、物联网传感网络时代的能源。

  我做了微纳米能源,速率大,分布广,这个叫新时代,叫物联网传感网络大数据时代。应用范围非常广,从我们的健康医疗到老年的监护,再到物联网。

  我们的发明是什么?你说“硬科技”是什么?传统的电磁发动和我发明的纳米发电机,转起来的时候,我们的效率是传统发电机的几十倍;这两个技术的发明相隔了180年,因为我们是搞科学的,不是光卖概念。第一大应用微纳米源,每个人都熟悉,摩擦静电作为驱动力,两种材料互相吸入分裂的时候就能带动一个小的发电装置,把机械工转为电工,而这个机械工就是我们日常生活中你我每天所具有的活动,人的活动,这是第一种模式叫接触分列式。

  第二种是滑动式,手一搓就能把电发出来,这个模式可以覆盖到生活中许多方面。我下面以例子具体告诉你可以干什么?当一个人在路上自由行走的时候,他发的电正好满足了现在物联网传感网络移动式,哪有动哪就有电,这是实打实发出来的,输出的电有上千伏,这是我们发明的一个技术。

  可以用在哪里呢?第一,用在大型基础设施的监测上;第二,我们骑摩拜车的时候振动,它的微小电可以测到温度、湿度、包括GPS定位,这是我们物联网所需要的,而且这个信号可以90米以外无线发热,就是自驱动的能耗演示。

  医疗健康,最早做是09年要实现心脏起搏器的自驱动,世界上首次,怎么驱动?当时要接入发电,通过几年的发展以后,有了自驱动的心脏起搏器。现在不光做到小动物,做到大动物。什么大动物?能利用50公斤猪的心肌活动,各个功能块的活动可以采集下来,这对医疗的发展起了很重要的作用,这是我们09年开始做的,到现在逐步变为现实的自驱动的心脏起搏器研究。

  未来是什么?根据美国外科杂志的调研,从现在开始,心脏起搏器就要靠肌肉活动,不靠电池了。所以8年前做的事到现在逐步变为了现实。

  很多人都问我,你是做纳米材料的,你对纳米材料怎么看,实际上纳米材料是一部分,我们做的是一个系统,把我们生活中杂乱无章的能量变成电能,而且有效的储存再了解。我们发的电,还有个管理电路,能够驱动一个模拟的无线发射装置,同学们拿手按,就发了电,右边是一个肿瘤靶子,把这个信号无线发出去,远方的车门会打开,这是我强调的自驱动的系统。当年我提出自驱动的时候,欧洲人叫零功率,现在都叫自驱动。我们可以应用到鞋子里面,就能轻松的走路,可以干三个事。

  第一、可以作为美观。第二可以做足底压强的测试。第三、GPS定位。我们担心老年人或者小孩走丢了,穿这个鞋不会,这是智能自发电鞋,已经接近产业化了。

  我们不光是做基础研究,去年推行的是纳米发电机,就是利用摩擦电不产生臭氧的情况下,把PM2.5高效的清除,公司已经正在正常运作,我们的产品已经显示出了,这是环境保护里用新技术,三零技术,零臭氧、零耗材,零污染。

  我讲一下大能源概念。先讲一下大思路,经常讲能源是环境最多的能源,最多的能源不过是大海的能源,但是我们的技术收集不了。为什么建立一个三峡大坝,把水聚起来,让水朝一个方向流?因为要收集杂乱无章的能量。我们想尽办法,但是效率极低,成本极高,原因是我们有物理极限,我们技术上任何的突破超不过物理极限,所以这种不适合。

  我们的思路是用大小像一个网球那么大,在球里做出结构,这个球在水里可以自由荡漾,能把杂乱无章的能源变成电能,这个优点在哪里呢?做个比较:

  把电磁发电机和传统的摩擦发电机做一个比较。左边是摩擦纳米发电机带动的,当这个电机转起来,每分钟80转的时候,亮的三个灯是摩擦纳米发电机带动的,而电磁发电机带动的三个灯不亮,为什么不亮?转速太低,因为等到转速达到每分钟350转的时候才开始亮了,这是我们日常生活中杂乱无章低频能源没有办法用的根本原因。

  我们的发明使这个低频相能量得到应用。能发多少电?传统发电为了这个能量我们要修大坝,因为水的冲击的速度和力量能够带动起来。但现在遍地的能源都是没有用的能源,我们现在的技术可以把这个能源用起来,怎么用?不管深水浅水,做成网格式的,做成球的节点,这个球的节点在海水里面荡漾,我做了一些理论上的推送,根据我们如何进一步的优化山东省16万平方公里的海面积,10米深的水,用三维的方格子,发的电是全世界的总能耗,山东省海水总面积占全世界的万分之3,如果做网格式结构,提供大能源的思路,这叫蓝色能源的思路,我为什么不叫绿色能源,因为它超出绿色的蓝色能源。而且这个发电不分昼夜,天气越坏越好,所以这是一个大思路。

  纳米发电机还有很多的应用,比如自驱动的智能传感,我们纳米发电机的好处是只要有动就能发电信号,只要动起来,只要触发,就有电信号出来,就可以检测到信号。

  第二,智能键盘,在座的没有不用电脑的,打字这个动作,每个人都不一样。我们把摩擦纳米发电机做在键盘的下面,打字的时候,敲字的力度是不一样的,我们把这个信号采集下来,就能做成一个智能键盘。这个键盘能识别你打字的姿态,就像今天的同声翻译一样,语音的识别是1982年就有了,经过几十年的发展到现在这么成熟。

  第三,桥梁的检测,我们有很多的基础设施,你怎么知道它安全不安全?其实它都有静态的变化和动态的变化,因为自发电可以把它做到桥梁上面,利用桥梁本身的振动发电来测。自驱动的传感装置对基础设施的安全,楼房的安全,桥梁的安全,那是非常巨大的。

  第四,医疗健康,我们每天有些软件可以测心率,我们最关心的是血压,我们可以把传感器贴到耳朵上、指尖上,就能把血压测出来,误差不超过2%,这对我们的健康,对大数据有更重要的作用,能够实现数字化;通过定量化,再做大数据的分析,这是新的传感技术。这些都是“硬科技”。

  分布式能源的市场非常大,分布式能源的市场预计2021年会达到1000多亿美元。当然它覆盖的方面比较多,包括分布式风能、分布式太阳能、还有其他的能源。更重要的是我们做能源,不是取代传统,一定要把这个概念搞清楚,你取代不了传统的大能源,只能做一些传统能源做不到的事情。

  我们经常说新能源,风能、太阳能都是新能源,但是新能源相对什么新一点?新时代的能源,瞄准的是物联网时代、传感网络时代的能源,我们做的是新时代的能源,这是我们总结的。

  最后感谢组委会给我的机会。谢谢

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