“怎样高效转化和存储新能源?”被列入2019年度人类社会发展十大科学问题之一。人类社会日益增长的能源需求、环保要求与不可再生的化石资源之间的供需失衡，将成为人类社会发展面临的主要矛盾之一，开发和利用新型清洁可再生能源迫在眉睫。人们开发了以太阳能电池、燃料电池等为代表的能源转化与存储器件，但现役器件的性能仍然难以满足人们日益增长的对廉价、稳定新能源存储和利用的需求，研发更高效的新能源转换和存储器件是新能源发展面临的重大挑战。在2019年10月16日举办的首届世界科技与发展论坛上，中科院院士、中科院理论物理所研究员蔡荣根这样说。
中国科学院上海应用物理研究所（下文简称上海应用物理所）就是一家致力于高效存储和转化的国立综合性科学研究机构。
近日，国家太阳能光热产业技术创新战略联盟（简称国家光热联盟）理事长联席会议表决同意了中国科学院上海应用物理研究所的入盟申请，上海应用物理所成为2019年度第7家加入国家光热联盟这一产学研用创新组织的单位，将与60余家联盟成员单位一起，共同推动太阳能热发电技术和产业的发展。
核科学与技术研究机构，硕果累累
上海应用物理所于1959年8月正式成立，时称中国科学院上海理化研究所，2003年6月经国家批准定为中国科学院上海应用物理研究所。作为国立综合性核科学与技术研究机构，上海应物所以基于先进核能（钍基熔盐堆核能系统）的先进能源科学技术为主要研究方向，兼顾核技术在环境、医学、材料等领域的应用研究，致力于熔盐堆、钍铀燃料循环、核能综合利用等领域的关键技术研发，力争成为我国独具特色、不可替代，以及具有国际竞争力的核科学与技术研究机构。
上海应用物理所承担了中国科学院战略性先导科技专项以及多项科技部973项目、国家重点研发计划项目、基金委重大项目等国家重要科研任务。建有“中国科学院先进核能创新研究院”、“中国科学院钍基熔盐核能系统研究中心”、“中国科学院核辐射与核能技术重点实验室”、“中国科学院微观界面物理与探测重点实验室”、“上海市低温超导高频腔技术重点实验室”，拥有上海嘉定（约400亩）和甘肃武威（约1000亩）两个园区。
努力终获认可。近年来，上海应用物理所荣获各类科技奖项170余项。上海应用物理所承建并运行的国家重大科技基础设施——上海光源（SSRF，它是目前世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一）国家重大科学工程及其团队荣获“2011年度中国科学院杰出科技成就奖”、“2012年度上海市科技进步特等奖”、“2013年度国家科技进步一等奖”；重离子核反应的集体效应，奇异核产生及其性质研究，重质量丰中子新核素的合成鉴别和研究获“国家自然科学二等奖”；相对论重离子碰撞中的反物质探测和夸克物质的强子谱学与集体性质研究，多元、协同生物传感界面的设计、组装及生物分析应用研究获“上海市自然科学一等奖”；上海光源荣获“第十六届中国国际工业博览会特别荣誉奖”等。
熔盐创新团队，打通研发-产业化-应用示范链条
上海应用物理所并不满足已获得的成绩，其目标是成为拥有最先进、最完备实验设施和条件，以工业应用为目标的世界级钍基熔盐堆核能系统（TMSR）的研究中心，同时积极推进科研成果产业化，打造TMSR全产业链。
2010年，上海应用物理所熔盐化学与工程研究团队成立。团队现有科研人员80名，其中正高级人员6名，副高级人员28名。团队主要从事熔盐设计与制备技术、熔盐物性测试与结构分析、熔盐净化回收及寿命评估、熔盐腐蚀控制与评价、熔盐传热及蓄热技术、熔盐关键设备及系统技术研究，解决熔盐在能源领域使用过程中的全流程、全寿命的科学与技术问题。
截至目前，团队已掌握高温熔盐的合成净化关键技术，包含熔盐关键设备在内的高温熔盐系统核心技术。建立了国际领先的熔盐物性综合测试平台，建成硝酸熔盐热工试验回路；成功制备了吨级高端氯盐，已用于熔盐高温试验回路；开展了新能源用硝酸熔盐、氯化熔盐的研制开发，成功研制出高储热密度、高使用温度、高储/放热速率、低成本、环境友好的高端熔盐；建立了国际先进水平的熔盐物性参数测定方法和数据评估手段。经多年建设，已形成一支在高温熔盐化学与技术开发方面具有重要影响，涵盖化学、化工、材料、储能等多学科，以中青年骨干人才为主的“研发-产业化-应用示范”相结合的高水平创新团队，具备承担大型科研项目的能力。研究团队获得了2018年上海市科技系统青年五四奖章，获得了广泛的认可。
高温熔盐传蓄热技术的开发与验证能力
上海应用物理所熔盐化学与工程研究团队自成立以来，致力于新能源熔盐传蓄热研究，主要立足于新熔盐体系设计和研制、熔盐传蓄热技术和设备、蓄热用熔盐的物性、检测，回收等方面研究。
目前拥有实验室、小试、中试规模的熔盐制备净化装置，具有强迫对流循环、自然循环及高温传蓄热变化规律研究平台，国际最先进的熔盐传蓄热实验研究装置之一。现已建成5大研究平台：1、熔盐制备净化平台（见图1）；2、熔盐物性测试平台（见图2）；3、熔盐分析测试平台（见图3）；4、熔盐腐蚀评价平台（见图4）；5、熔盐传蓄热试验平台（见图5）。具备8项科研能力，分别是：新熔盐体系开发、熔盐分析和测试、熔盐质量评价及寿命评估、腐蚀控制与防护、熔盐净化与回收、熔盐关键设备研制与寿命评估、回路设计研发、熔盐传蓄热技术开发与验证。
研究平台拥有国内外先进设备和高水平的技术队伍，具备无机熔盐组成和微/痕量成分定性定量检测和分析方法开发能力，可准确测定无机熔盐比热、导热系数、表面张力、密度、粘度和蒸汽压等热物性参数，具备评估各类熔盐综合性能的独特优势，平台已获得CMA（中国计量认证/认可）和CNAS（中国合格评定国家认可委员会）资质，可为熔盐质量控制、生产工艺优化、新型熔盐研发提供技术支撑。
图1 熔盐制备净化平台
图2 熔盐物性测试平台
图3 熔盐分析测试平台
图4 熔盐腐蚀评价平台
图5 熔盐传蓄热试验平台
在开展科技研究的同时，上海应用物理所熔盐传蓄热研发团队也积极与ORNL（橡树岭国家实验室）、MIT（麻省理工学院）、中山大学、中国科学院电工研究所等国内外机构进行交流与合作；并与相关企业进行合作开发，加快成果落地进程。如，与兰州兰泵有限公司签订了“超高温熔盐泵阀工程研究中心”合作协议，并将完成液下轴承的单项测试实验、水力模型泵的水力性能试验等关键验证性实验，完成预样机的制造以及出厂试验等，双方将联合研制建设高温熔盐泵、阀研发和测试中心，为超高温熔盐泵的研制打下基础。
标准制定方面，唐忠锋研究员、王建强研究员牵头编制的国家光热联盟标准《太阳能热发电硝酸熔盐技术规范》已经形成了征求意见稿。
风起潮涌，自当扬帆破浪；任重道远，更需策马扬鞭。团队负责人表示：熔盐作为最有潜力的传蓄热材料，在全球商业化太阳能光热发电项目中已经进行了广泛应用，同时在蓄热供暖领域也展露头角。我国熔盐行业在单盐方面质量指标达标，且生产能力强，但同时受制于企业技术和配套等问题而让熔盐行业进入了发展瓶颈期。熔盐使用者希望可以寻求低熔点、宽温域范围、高稳定性、流动性好、比热容大的熔盐进一步提升单位蓄热量，降低储能成本（目前大规模储能中熔盐储能成本最低），提高太阳能光热电站的经济性，为光热电站逐步实现无补贴化发展作出积极贡献。未来，上海应物所将与国家光热联盟成员单位一起，互通有无，加强合作，进一步深化研发-产业化-应用示范，为我国太阳能热热利用技术和产业健康持续发展贡献更大的力量。
百尺竿头须进步，十方世界是全身。随着更多实力雄厚的企事业单位的不断加入，国家光热联盟的凝聚力和团结力再次得到提升。我们更加希望所有产业相关单位，满怀再次超越的信心和力量，推动太阳能光热发电技术产业阔步向前。（董清风 报道）
