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细节决定整体:索尔维特种聚合物技术推动新能源科技迈向未来

作者:   发布日期:2020-07-29  分类:科技航天

细节决定整体:索尔维特种聚合物技术推动新能源科技迈向未来

全球首架太阳能飞机「阳光动力 2 号」(Solar Impulse 2)于 2015 年 3 月 9 日从阿布达比起飞,写下了能源科技的历史——17,428 片太阳能电池搭配锂电池储电系统,让阳光动力 2 号顺利飞越了半个地球。索尔维特种聚合物事业部(Solvay Specialty Polymers)所供应的六千余种化材部件,维繫着阳光动力 2 号稳定且持续的运转。

「现在的 Solar Impulse 2,彷彿百年前莱特兄弟的飞机试飞。」提及阳光动力 2 号,索尔维特种聚合物全球事业部亚太区总裁杜志仲博士将其描述为「对新材料与新技术之应用的鼓励」。索尔维特种聚合物事业部从 2003 年开始与阳光动力号项目展开技术合作;其高性能的化工材料,满足了阳光动力号的特殊需求。机翼上所铺设的 IBC 高效太阳能电池以索维尔特种聚合物事业部所研发的 ECTFE 蒙皮取代玻璃,有效减轻重量,且耐高低温、防水、透明度佳。此外,阳光动力 2 号配备的锂电池採用索尔维 Solef®PVDF(聚偏氟乙烯),大幅提升电池的电化学稳定性,并可在高温环境下运作,既轻又不影响机械完整性。

索尔维特种聚合物事业部也为阳光动力 2 号的机身、螺丝、汽缸、舱门、起落架等内外构造提供多样化的化材产品。在轻量化的绝对前提下,这架史无前例的新能源飞机顺利在地球上空日夜巡航,并降落在夏威夷準备过冬。

细节决定整体:索尔维特种聚合物技术推动新能源科技迈向未来

左起为半导体业务全球市场总监何家强博士、亚太区总裁杜志仲博士、台湾及东南亚地区销售总监张骏。新能源产业的幕后英雄:高科技化材

化工材料虽不如零件具体,但却在科技产品中扮演关键的角色;产品整体性能的展现,往往决定于化材技术之细节。索尔维特种聚合物事业部认为,以太阳能为首的新能源产业代表技术的新发展;基于「asking more from chemistry」的企业理念,索尔维特种聚合物事业部积极投入研发相关化材,致力于为新能源产业提出创新的解决方案,且以储能系统与太阳能为主要的发展方向。

索尔维今年在亚洲成立了锂电池全球事业部,旨在为锂电池研发新产品。锂电池是目前最被广泛採用的储能系统,阴、阳极之间的隔离涂层之性能关係到电池的安全性、充放电效能以及持久性,对材料技术的需求很高。索尔维特种聚合物事业部的经典产品 Solef®PVDF 具耐高温、抗腐蚀、增加充放电週期等特性,加上安全性高,能让锂电池的效能发挥到极致。

此外,杜志仲博士也提及锂电池电解液的研发工作。索尔维锂电池事业部正与日本、南韩等地的锂电池领导厂商合作,目标是发展出导电度更好且安全性更佳的锂电池导电液。氢燃料电池(fuel cell)所必需的隔膜材料,亦为索尔维特种聚合物事业部发展的目标之一。

阳光动力 2 号可说是索尔维特种聚合物事业部在太阳能技术方面的发展结晶。杜志仲博士强调:「替代能源相关的产品、材料很广泛。技术的需求会引发材料的进步,而材料科技的发展,又会推动新的设计。这有点像是鸡生蛋、蛋生鸡的问题,但也表示材料科技与能源技术会彼此刺激成长。」

太阳能发电技术已逐渐成熟,未来将以更高的性价比为主要发展方向,而更高的性价比往往来自更稳定、更高效的发电设备。在太阳能发电方面,索尔维特种聚合物事业部以其专长的材料科技为基础,提供各种优良的封装材料,以及製程中可採用的研磨粉等产品。其中,索尔维特种聚合物事业部提供给阳光动力 2 号的含氟背板材料 ECTFE,就能让模组商生产表现更优良的模组。

Halar®ECTFE 蒙皮可取代光伏模组正面的玻璃,透光度佳,不会影响硅晶电池本身的发电功效。除此之外,Halar®ECTFE 具高度机械强度,不易毁损、变形;与玻璃相比,它的化学物质抗性更高,重量也更轻盈。惟其较为昂贵,因此虽已实际应用于阳光动力 2 号,但目前还未进入商业化阶段。

技术进步但难以商业化的产品是否代表没有市场?共同受访的索尔维特种聚合物事业部台湾及东南亚地区销售总监张骏笑答:「等到需求产出之后,索尔维的产品就能进入市场。即使目前还难以商业化,但这一百多年来,索尔维都是这样经营的。」其回应反映了索尔维「以技术带领进步」的研发精神。

杜志仲博士提及,除性价比外,替代能源最重要的是轻量化及稳定性。索尔维特种聚合物事业部看好再生能源的发展趋势,尤其认为电动车后势可期。电动车的最终目标是全面採用锂电池,并且由再生能源供电,索尔维特种聚合物事业部也就此持续进行研发工作。

针对足以称为「次世代」的新能源产品,杜志仲博士认为,这些产品除了上述性质之外,更要具有轻薄、保护性佳、转换效率高、更环保等特性,而技术需求极高的水性材料(water-form solution)就是关键化材之一。水性材料能避免现行的溶剂所带来的环境污染,索尔维特种聚合物事业部已有水性材料之技术研发,且开始进行测试,可用于背板、封装、隔离膜等,已有不错的迴响。

在与 EnergyTrend 访谈时,杜志仲博士提及一个全新的再生能源发电技术:渗透压。藉着液体之间因化学性质差异而会产生渗透压的特性,若在差别液体间安置薄膜,即可透过正、逆渗透压之变化来发电。杜志仲博士表示,若在日本全国的河川出海口採用这种渗透压发电,其发电量约等同 8 座核电厂。目前,索尔维特种聚合物事业部正与新加坡大学等世界领先的研究团队合作,尝试发展这种全新的再生能源发电方式。

细节决定整体:索尔维特种聚合物技术推动新能源科技迈向未来

亚太市场发展策略

从访谈中,我们发现索尔维特种聚合物事业部十分着墨于亚太地区的发展。杜志仲博士对此表示,中国是目前最大的汽车生产国与消费市场,同时亚太地区也是太阳能面板最主要的生产区域,锂电池的发展也有目共睹,商机显着。索尔维特种聚合物事业部十分留意此处的发展状况,在日本、南韩、中国、台湾与东南亚地区都有商业布局。

目前,索尔维特种聚合物事业部共有超过 1,500 种产品,市场涵盖全球。其中,又有九成以上的产品市佔率高居全球同种类产品的前三名。此一地位始自索尔维特种聚合物事业部之技术研发以及市场经营,能为客户提供优秀的解决方案、创造更高价值。

为就近接触亚太市场,张骏指出,索尔维特种聚合物事业部已在亚洲成立实验室以及生产基地,并把高分子合成技术从欧洲陆续转移到亚洲,也会在亚洲进行化材研发工作。

该公司的市场发展策略主要分为两大面向:技术领先、策略合作,同时辅以对市场脉动的精准掌握,以推广材料应用。索尔维特种聚合物事业部格外强调客户关係;透过良好的客户关係,索尔维特种聚合物事业部能更了解客户的需求、洞察市场,并藉由相互合作来研发更具未来性的产品。

 
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