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院士话题 另一类可持续发展电能 新化学电源 ■游效曾 中国科学院院士 南京大学配位化学国家重点实验室南京大学一金川公司金属化学联合实验室 游效曾．南京大学配位化学国家重点实验室学术委员会主任及配位化学研究所名誉所 问教授。曾任国家自然科学奖评审委员会、国务院学位委员会委员，中国化学会常务理事，中 onIn— org．chem．》等杂志国际编委。第25届国际配位化学会议秘书。 游效曾教授的研究领域为：新型配合物的合成、组装、结构和性质的基础；配合物的成键 和波谱理论：分子和超分子化学的光电功能材料。游效曾教授1987年获原苏联科学院无机化 何利科技进步奖。 摘要：我国的可持续发展战略有赖于作为其物质基础的能源开发。从化学学科观点，本文 综述了当前新化学电源的现状及动向，展望了新电源发展的前景，指出了新化学电源可能是继物理上硅太阳光伏电池外的另一类 可持续发展电能．期望在政府决策部门的支持下，该领域的研发得以加强。 关键词：能源；化学电池；太阳能电池；氢电池；染料敏化光电池；锂离子电池；燃料电池 能源是人类生存和发展的重要物 学电源中也处于一个十分重要的角色。 常规能源，如水力发电；新能源，如氢 质基础和动力。鉴于世界人口的急速增 它不仅在基础和研究体系创新中，而且 能、太阳能、核能、生物质能、地热、风 长，人类物质生活水平需求的提高，化 在其工程技术中也起着先导作用，值得 能、海洋能等。所有的能源都是通过材 石能源的日益枯竭，环境污染的逐渐恶 人们重视。 料作为载体，应用物理或化学两种方法 化，全球幽均能源危机已迫在眉睫。 能源的类型很多，可以根据其形成 而进行能量的转换，从而可以将电源分 我国经济的可持续发展有赖于能 方式分为自然界天然存在而且可直接 为物理电源和化学电源。本文重点将论 源的可持续发展。据估计未来10一20 使用的一次能源，如煤炭、石油、天然 述新化学电源的研发。 年，5％一10％的电力将来自太阳能。目前 气、太阳能等；另一类为经加工转化而 太阳能光伏电池 从市场到决策部门都注视着基于物理 成的二次能源，如蒸汽、煤气、和电等。 ● 上半导体光伏效应硅太阳能的研究和 也可按其是否再生而分为再生能源，如 在应用物理方法实现能量转换的物 开发。除了这个主流外，我们认为在能 氢能；和不可再生能源，如石化燃料。随 理电源中，最重要的就是太阳能电池。它 源发展过程中，作为自然科学中心地位 着高新科技的日益发展及人们对环保 的基本原理是利用太阳的光能，通过由 的化学在基于化学反应为基础的新化 的重视，能源又可按其成熟的程度分为 能隙E『1．2ev的单晶硅(或多晶，粉末 万方数据 1 院士话题 所组成的半导体pn结特性而转换 潜力，但受到成本价格及技术等约束。 体选择决定于电池的类型和电解质情 为直流电能的所谓光伏效应。实际应用 据估计，到2005年底我国太阳能电池生 况、相互匹配的最佳工作温度、能减少 的太阳能电