中国科学院青岛生物能源与过程研究所
走进研究所｜第24期
在第24期“走进研究所”活动中，中科院科技创新投资产业联盟（以下简称“联盟”）执行秘书长毛瑞杰、秘书处陈卓、叶俊亨拜访中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“青岛能源所”），与中科清源公司执行董事兼总经理李文科、青岛能源所知识产权与成果转化处副处长邱建超就所内重大科研成果及产业化情况进行交流。
青岛能源所是由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于2006年7月启动筹建，2009年11月30日通过共建三方验收并纳入中国科学院“知识创新工程”管理序列的国立科研机构。
2017年3月，大连化物所和青岛能源所融合发展全面启动，2017年10月中国科学院批准依托大连化物所、青岛能源所筹建中国科学院洁净能源创新研究院。2019年6月17日，山东省、中科院、青岛市三方签署协议以青岛能源所为依托单位，在中科院洁净能源创新研究院（青岛）基础上，共同筹建山东能源研究院，以满足山东省新旧动能转换重大需求，支撑国家能源创新体系建设，提升山东省能源科技创新能力，服务能源产业高质量发展。
2020年1月9日，中国科学院与山东省人民政府在济南举行山东能源研究院成立座谈会，标志着山东能源研究院正式成立。2020年12月5日，青岛新能源山东省实验室组建方案通过山东省科技厅组织的专家论证会，并在12月17日挂牌成立。2022年9月14日，青岛能源所新一届领导班子成立。形成了青岛能源所、山东能源研究院、青岛新能源山东省实验室“三位一体”的发展格局。
青岛能源所坚持创新驱动与需求牵引相结合、原始创新与集成创新并重，聚焦新能源与先进储能、新生物、新材料领域，开展战略性、基础性、前瞻性和系统集成重大创新研究，突破领域前沿科学难题和核心关键技术，提供重大创新成果和系统解决方案，在满足国家和区域重大需求方面发挥不可替代作用，不断为国家和区域经济社会发展作出重大贡献。
青岛能源所承担了一批国家和中科院重大任务，在生物基能源与材料、合成生物技术与绿色生物制造、先进储能、新型太阳能电池、氢能与燃料电池、特种功能材料低碳催化、分布式与智慧能源等方面产出了一批重大成果。青岛能源所通过构建成果转移转化政策体系，建设中试、产业育成基地等平台载体，着力培养知识产权与成果转化专业化人才，联合社会资本设立成果转化基金等重点举措，不断提升成果转化能力与水平。
以共建“政产学研金服用”深度融通全链条新型研发机构山东能源研究院为契机，先后与山东能源集团、浪潮集团、玲珑轮胎、荣信集团、海卓动力、青岛森麒麟、水发集团、海信、青岛城投等省内龙头企业签署战略合作协议。近几年，实现20项重大成果的转化。其中：生物天然气产业化项目入选中科院弘光计划支持，全国累计推广示范工程10余套；单细胞分析仪、微藻高值化利用、他汀类降血脂等重大药物微生物制造、乌头酸酯塑化剂、燃料电池双极板、固态锂电池、二代生物柴油、聚烯烃材料、纤维素乙醇等项目正在与海正集团、鲁抗集团、时森海、丰元股份、卓越新能集团、巴陵石化、山东玲珑、金玉米集团等企业联合实施转化。
重点项目简介
农业秸秆等固态废弃物沼气/生物天然气工程
该项目依据发酵物料特性，针对秸秆类纤维素生物质发酵过程的气液固三相复杂体系流体力学模型模拟，结合流体力学特征，精准表征和计算发酵体系的流体力学特征，对搅拌机安装位置和角度以及组合方式与物料进出罐体方式进行系统优化，从发酵反应器整体空间结构方面进行传质过程优化设计，综合影响发酵运行的各种因素，集成生物质固态进料系统、高浓度搅拌系统、新型拼装式反应器、沼渣沼液在线分离和保温回流系统，整体设计和制造厌氧反应器，实现从进料到发酵到出料的全方位最优化设计和高度匹配，将技术固化于设备，开发出了高浓度厌氧发酵技术及与其配 套的整体反应器，提高了厌氧发酵效率、降低了投资和运行能耗，完成了农业秸秆、禽畜粪污等为单一或混合原料的产业化示范工程。
该项目通过核心设备的标准化、模块化、系列化，已经实现标准化生产，具备成熟的商业化推广条件，开展规模化生物质天然气产业化项目推广，建设国内领先乃至国际领先的生物天然气工程，为农业秸秆等生物质废弃物处理和 分布式清洁能源供给提供产业化解决方案。
硫化物全固态电池
传统锂离子电池受电池材料和结构等因素的制约，能量密度已达到理论极限。并且，有机电解液锂离子电池存在易燃、易爆等安全隐患，严重限制了新能源汽车的广泛普及与发展。全固态锂电池相比于液态锂离子电池主要具有如下优势：安全性能高，不易燃和热力学稳定；非活性物质含量少，能量密度高；充电速度快，当以大功率充电时，发热的风险较小；高低温下均可正常传导锂离子，工作温度范围宽；工艺简单。硫化物电解质是目前综合性能最优的固体电解质。开展硫化物全固态锂电池研究，可真正实现锂电池的高性能、循环寿命和高安全性，推动锂电池的实用化进程。
项目开发了多种体系硫化物固体电解质，目前已建成公斤级硫化物电解质批量制备中试线一条，材料性能稳定，目前能够实现公斤级稳定制备，为发展高性能全固态锂电池奠定了良好的基础。
高性能聚合物固态锂电池技术
该项目针对传统液态锂离子电池主要存在的续航和安全方面的缺陷，面向国家深海装备重大战略需求，研究所固态能源系统技术中心深耕固态锂电池关键技术，历经十几年攻关，国际首创刚柔并济聚合物复合固态电解质，秉承功（率）能（量）兼备的系统设计理念，开发出具有完全自主知识产权的高比能、高安全、高耐深海压、长使役寿命固态锂电池及深海特种电源系统，率先在马里亚纳海沟实现全海深应用，为国家深海环境探测、科学研究提供了强有力的能源技术支撑，在国际上开创了高比能固态锂电池特种电源系统深海智能装备应用新局面，设了国际一流的固态锂电池研发和生产装备平台，建立了完整的固态锂电池技术体系，形成了具有自主知识产权的关键技术和核心产品。性能指标：能量密度300-500wh/kg，循环寿命1000+次。
建成了百兆瓦工程化平台，成功研制出刚柔并济的高安全、高比能固态锂离子电池，于国内首次实现全深海电源动力应用，已累计为各类深海科考装备用户提供了近百批次固态锂电池电源系统。并进行了电动汽车装车示范 ，完成 1000kWh 深海能源基站的制备交付，入选了 2020“ 全球新能源汽车前沿技术 。
钙钛矿电池组件、相关设备技术
该项目针对新一代低成本太阳能电池规模化制备关键技术需求，搭建完成钙钛矿电池组件制备平台组件效率超过20%；提出了钙钛矿薄膜气体修复新方法研发了钙钛矿薄膜规模化制备装备满足于大面积电池组件的生产。
枝化丁戊橡胶合成与应用技术
枝化丁戊橡胶是由丁二烯和异戊二烯单体通过选择性催化聚合制备的一种高性能合成橡胶材料，因其微观结构上具有独特的树枝状结构，使其具有高抗湿滑性和低压缩生热性，是替代国家卡脖子材料溶聚丁苯橡胶用于制造高性能轮胎的理想胶料之一。这也极有可能成为我国自主研发的第一类大宗合成橡胶新材料，有望形成变革性技术产品，颠覆性创新解决国家明确的 卡脖子 溶聚丁苯橡胶难题。
该项目实现了国际首次铁系枝化丁戊橡胶百吨级间歇聚合和连续聚合中试稳定性放大试验，正在进行万吨级产业化示范；铁系枝化丁戊橡胶轮胎应用技术研究表明：枝化丁戊橡胶可以完全替代进口溶聚丁苯橡胶，正在进行百万条轮胎 年的应用示范。
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