化学创新开拓新能源无限可能
□ 记者 吴军
太阳照耀光辉大地；清风挥洒春华秋实；大地孕育芸芸众生。
大自然的神奇力量无私地为人类提供了赖以生存的丰富资源，任人类予取予求。大自然也是公平的，无尽索取也使人类陷入了资源枯竭、环境污染的沼泽。如何走出沼泽，实现自然、环境与人的和谐统一？人类的智慧给出了解决方案——可再生、清洁的新能源。科技的进步为新能源铺就了坦途。陶氏化学，这家以“为人类创造美好生活”为己任的全球领先的多元化的化学公司，正通过不懈的化学创新，为新能源的开发与利用创造无限可能。
全面解决方案——光伏寒冬里的一把火
太阳是赐予我们生命和力量的万物之源。在新的世纪，太阳被赋予更伟大的使命——为人类提供取之不尽的清洁能源。太阳能发电是太阳能利用的重要途径之一。而太阳能发电又包括将太阳光直接转换成电能的光伏发电技术和将太阳热通过储热装置收集发电的热发电技术。
截至2011年底，全球累计光伏装机量达到67.4GW，2011年新增装机容量27.7GW，同比增长约67%。光伏产业在经历快速发展后，因受到光伏补贴下降、欧债危机、全球经济不景气、产能严重过剩的影响，迎来了有史以来的寒冬。据不完全统计，目前全球光伏产能已经超过50GW，接近一半的产能被闲置，2012年全球光伏行业已经迎来大洗牌。要想在激烈的竞争中拔得头筹，最终拼的是规模效应与成本优势，而提高太阳能电池的效率正是光伏行业制造商降低整体生产成本的关键所在。陶氏化学的科学技术结晶，犹如冬天里的一把火，为改进太阳能电池效率、提升光伏产品竞争力提供了综合全面的解决方案。
从多晶硅、硅锭/硅片到电池片、模组乃至于系统的每一个环节，无不闪现着陶氏化学创新产品的身影。陶氏AMBERLYSTTM催化剂可以帮助实现多晶硅中间体全面和充分的催化效果，减少废料和排放，提高生产效率；DOWEXTM离子交换树脂，用于三氯甲硅烷（TCS）的提纯，可制造最优质的多晶硅；DOWTHERMTM导热油流体能够收集、传输并储存热量，能确保光伏级多晶硅提纯优异的高低温稳定性，同时还适用于太阳能热发电应用。
聚二醇醚硅片切削液和ENLIGHTTM DC-8300冷却液能够实现更高质量的硅锭和硅片切割，其中，陶氏于去年9月推出ENLIGHTTMDC-8300冷却液，有助于新一代金刚线锯实现切割的高精度和高效率，且易于清洗，具有优异的环保特性。ENLIGHTTM清洗、制绒、成像和金属化解决方案，能够有效提高太阳能电池的制造性能。乙基纤维素ETHOCELTM粘合剂应用于光伏导电浆料，能起到优异的粘结和流变调节功能，同时，它还具有高纯度和卓越的批次稳定性，能完美适用于丝网印和其他新型工艺。而ADCOTETM和MOR-FREETM复合胶粘剂，适用于光伏背板制造，可实现长期稳定性和更高的环保性能；ENLIGHTTM聚烯烃密封剂薄膜，有助于降低模组系统的整体成本，提升效率和可靠性。
在实现光伏产品生产过程的“环保、低碳、可持续”方面，陶氏也颇有建树。ENLIGHTTM金属回收解决方案针对优化ENLIGHTTM金属化工艺，可减少生产流程中冲洗水对环境的影响；而陶氏超滤膜、反渗透膜和离子交换树脂技术则被用于水质净化和处理环节，保证了太阳能板和多晶硅生产的高质量冲洗用水。
值得一提的是，为满足光伏市场对ENLIGHTTM聚烯烃密封剂薄膜日益增长的需求，陶氏在泰国马塔府和德国施科保新建了两个工厂，并将于2012年投产，届时陶氏上述薄膜产品的生产能力将提升至原来的三倍。新一代ENLIGHTTM薄膜产品的研发工作也已紧锣密鼓地展开。
同时，为更好地实现技术创新，在材料领域拥有强大研发实力的陶氏于2012年7月与与代表光伏行业先进水平的常州天合光能有限公司签署了全球技术合作伙伴关系备忘录，旨在通过强强联手，整合双方技术资源，紧密合作、开展创新工作。这一双赢的合作缩短了供应链之间的距离并且提升了创新的速度。
叶片材料创新——转动翱翔蓝天之翼
解落三秋叶，能开二月花。过江千尺浪，入竹万竿斜。风能作为一种蕴藏量巨大的可再生资源，其利用已遍及全球。据全球风能理事会(GWEC)发布的数据显示，2011年全球风电产业新增风电装机容量增长6%，达4.1万兆瓦；全球累计风电装机增长21%，达到23.8万兆瓦，年增长21%。尽管如此，受优惠政策生产税收抵免（PTC）会否延期、欧债危机持续升温等诸多经济不确定因素的影响，美、欧风力发电市场仍面临诸多困境；而包括中国在内的新兴市场尽管发展势头强劲，但风能面临的合理规划、风电并网等瓶颈问题亟待解决。可以预见，要在未来竞争激烈的风力发电市场占据一席之地，势必将朝着大型化、低成本的方向发展。
据美国风能协会(AWEA)报道，拥有更长叶片、更大扫略面积的更高风电机能够以更低的成本生产更多的电量。此外，更大的风力发电机能够捕捉到更低风速的风能，使风力发电与居民中心的距离更近。同时，风机叶片作为风力发电装置最关键最核心的部件，其设计与选材决定着风力发电装置的性能与功率，是保证机组正常稳定运行的重要因素，其成本也占到了风机设备的20%～30%。因此, 寻求更轻、更耐久、更经济的叶片材料，制造更长的叶片，对降低发电成本、提高发电效率、提升风力发电竞争力至关重要。
更长的叶片发展趋势带来了一个新的挑战——为了支撑大叶片旋转所产生的作用力需不需要进行增加叶片强度的结构性调整？对此，陶氏拿出了简单易行的解决方法——COMPAXXTM 芯材复合材料。该材料自身轻巧，且静态和动态机械强度很高，这使得它能够为叶片提供关键结构材料。该芯材可作为风力叶片的复合材料结构的一部分，有效替代PVC 泡沫材料，从而降低生产成本、提高风力叶片的机械性能。
今年4月，陶氏COMPAXXTM家族迎来一位全新的成员——COMPAXXTM 900泡沫夹芯系统，使长度超过40米的风电叶片制造成为现实。这一最新产品是有助于最大限度地减少复合材料重量的结构泡沫。这款泡沫产品的泡孔尺寸比PVC（聚氯乙烯）等化学发泡泡沫的泡孔还要小100倍，从而减少了切割表面填充泡孔的树脂量。此类材料的闭合泡孔结构还有助于防止树脂过分渗入泡沫中。尽管树脂浸胶量较低，但COMPAXXTM 900泡沫夹芯系统依然保持了出色的皮芯粘结性、卓越的耐疲劳性以及优良的静态特性。这些特征使这款新型泡沫的性能表现较之PVC等密度相等的夹芯材料更为出色。
此外，陶氏专为真空灌注工艺设计的低粘度组合料——AIRSTONETM系统，可助于缩短灌注时间，并提高层压板质量，而且生产出来的复合材料还具有良好的压缩和拉伸载荷值，并能避免表面起皱。因此，当风力发电叶片长度增加并超过40米时， AIRSTONE系统组合产品就显示出其非凡的性能。
锂量来袭——激发储能无限空间
传统的电力系统因无法分辨终端用电量大小，往往造成浪费；能源的多样化又带来了新的挑战——光伏、风能、生物质能等可再生能源和分布式能源如何“自由接入”电网并充分利用？这些问题对电力传输技术提出了更高的要求，“智能电网”将更加合理对供电、用电进行分配，从而节约资源。
大约在1839至1840年，有一位苏格兰人在他的马车上装了电池作为动力，这也许可以算是人类电动车的诞生。时至今日，当机动化时代带来的环境污染、温室效应，油气资源危机等威胁不断冲击着人类的神经，电动汽车再次进入人们的视线，并成为各大汽车制造厂商竞相占领的制高点。
智能电网的实现离不开储能电站，电动汽车的驰骋亦离不开动力电池。而锂离子电池集比能量大、循环寿命长、自放电率小，无记忆效应等各种优点于一身的特性使得其在储能智能电网和电动汽车领域的应用前途无限。知名研究机构IHS公司预计，未来十年预期的智能电网增长将使锂离子电池需求量到2020年达到60亿美元，锂离子电池将主要用于能源存储系统。
要满足电动汽车对体积、寿命、功率等的要求，以及智能电网电池系统的循环寿命以及安全性的要求，锂离子电池仍需进一步降低成本、提高性能。而影响锂电池成本以及性能的关键因素在于包括锂电池正、负极，电解液、隔膜等在内的关键材料，当前，各材料生产厂商正在积极研发符合未来发展的锂电池材料。作为全球领先的化学品制造商，陶氏化学已俨然成为锂电池材料领域的先行者。
2010年陶氏专门成立全球性业务部门——陶氏能源材料，致力于锂电池材料的研究。通过采用一种专有的包覆工艺，生产出一种包覆的石墨负极材料和镍-锰-钴（NMC）正极，当这两种材料配合使用的时候，与普通的未包覆体系相比较，在电池配置经过优化后，可提高其循环寿命（超过2倍）。陶氏在实现提升循环寿命的同时，并未对石墨负极材料和NMC正极材料的纯度、物理性能、优异的能量密度以及标准的充电/放电特性上产生负面影响。经过优化，配有陶氏包覆正极和陶氏包覆负极的体系，在过充电测试和针刺测试中亦表现出性能的提升。
锂电池的性能一定程度上取决于电解液的性能。陶氏化学与宇部兴产成立的合资企业——安逸达（AET LLC）针对不同的客户需求，提供上百种不同的功能性电解液，使电池应用性能达到最优化，其中POWERLYTE应用于汽车领域。而各具特色的电解液添加剂，为提高电池各方面的性能做出了不小的贡献，如增强电池的抗腐蚀性和过度充电保护以延长其循环使用周期，并改善其与隔膜的润湿性能，通过防止电解液分解提升正负极性能等。
杀菌剂显身手——助力谱写页岩气神话
随着石化原料成本的日益上升和环保要求的不断提高，如何另辟蹊径，寻找新的可再生、可替代原料等来生产下游化学品，逐渐成为石油和化工发展的新亮点，并引领着产业发展的新趋势。近几年来，北美页岩气取得了长足的发展，并使美国化工行业受益匪浅。正是由于美国页岩气的这一“神话”，使得页岩气的开采风生水起，在全球范围内掀起了一股如火如荼的投资和开发热潮。在中国，2011年12月底，页岩气的勘探和开发(限于合资、合作)被列入《外商投资产业指导目录（2011年修订）》鼓励类；2012年3月，国土资源部发布《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》成果；3月13日，《页岩气发展规划（2011-2015年）》发布；页岩气探矿权已开展第二轮招标……连续出台的一系列“组合拳”，显示出中国页岩气的开发也正在提速。
要到达蓝海并非一马平川，页岩气的开采需要技术和资金的强大支撑，而水力压裂技术是实现页岩气开采的重要障碍之一。页岩气的开采不能单靠适用于传统天然气开采的垂直气井钻探，而是要采用水力压裂开采法，即在数千米的地下，将数百万千克的水、砂子和化学添加剂混合水力压裂液在高压下注入岩石，进入岩石缝隙，保持岩石分裂、张开的状态，促使天然气从岩石中逸出，然后导向气井表面。为了避免压裂液和钻探泥浆的降解，同时有效抑制岩层中微生物的滋生，防止油气酸化保证油气品质，杀菌剂是压裂液中不可或缺的化学添加剂之一。
针对页岩气水力压裂过程中对微生物控制的严格要求，陶氏微生物控制技术业务部基于其拥有的AQUCARTM系列杀菌剂为水力压裂量身定做高效广谱杀菌剂配方产品，有效杀灭细菌、真菌和酵母菌，尤其对深埋在岩层中的硫酸盐还原菌具有优异的杀灭作用；同时可以穿透生物膜，预防、控制和解决生物粘泥问题，，防止管道腐蚀，保证了安全高效的油气采收过程。在完成控制微生物的“使命”以后，AQUCARTM系列杀菌剂拥有快速降解为水和二氧化碳的特性，有效避免了对地下蓄水层的污染，对环境和人类健康十分友好，为页岩气的炼化工艺保驾护航。