实现碳中和是我国可持续发展的重大战略目标，这要求化石能源在能源结构中的占比从目前的84%大幅降低，比如降低到10%左右，而太阳能和风能的占比从现在的大约4%提升到60%甚至更高。这意味着能源结构的革命性转型。

过去十几年来，光伏和风机的成本降低了十几倍，可是风电和光电的占比还很小，只有4%。是什么限制了风电和光电占比的提高呢？主要原因就在于光伏和风机发的电是间歇的，不稳定的，并网困难。那么如何应对光电和风电的间歇不稳定性呢？储能是最有效的方式，能够平抑能量的波动，实现能量平滑、稳定的输出，提高光电和风电实际利用的水平。因此，储能是新能源为主体的新型能源系统的关键环节。

实现碳中和对储能技术的要求有若干特别的要求，首先要求储能装备具有易规模化的特点，同时要能够长时间储能。储能装置不应该有地域和地理的限制，储能要安全，运行要平稳，成本要低，寿命要长。特别强调的是，目前化石能源为主导的能源系统中，化石能源调峰加上短时的储能就能够实现能量的供需匹配。而在可再生资源为主导的新型电力系统中，化石能源占比低，无法满足调峰需求，所以能源系统的供需匹配需要长时储能来实现。也就是，太阳能和风能为主导的新能源结构需要长时、规模化的储能技术。

流体电池是以可流动物质为能量载体，能量与功率解耦的电池，包括电解池、燃料电池、液流电池、金属空气电池等。因为实现了能量与功率的解耦，流体电池适合用于长时、规模化储能，具有广阔的应用前景。但流体电池大规模应用仍需要进一步提高性能，降低成本。然而，流体电池涉及到电化学反应、物质传输、热量传递相互之间的配合，过去的研究由于学科界限的壁垒，没有形成反应界面电化学动力学与空间传递的相互作用的统一理论。

一种以可循环充放电的液态能量载体储能的电燃料储能新技术，该技术可以随时随地将遍布在大地上光能与风能变为电燃料，高效地提供新能源电力。电燃料的发明带来很多优势：扩大了能量载体选取范围，突破材料资源限制；提高电解液利用率，降低电解液成本；提高电流密度，降低电堆成本。

实现碳中和需要规模化长时的储能技术；流体电池这种易规模化、长时、安全、无地理的限制，特别适合大规模的储能；热物理与电化学交叉研究是实现流体电池技术突破的关键。

其长期致力于传热传质和电化学储能领域的研究，其中电化学储能研究方向包括燃料电池、液流电池、金属空气、电燃料储能等等。其团队通过热物理与电化学交叉的独特视角与方法，探究燃料电池等先进电池中的电子、离子、质量和热量之间的耦合传递机理，取得理论突破，实现电池储能技术的创新与应用。

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