日前，《R&DWorld》雜志在其官網上公布了“R&D100”專業(yè)獎（ProfessionalAward）的獲獎名單。上海交通大學張江高等研究院未來材料創(chuàng)制中心的胡志宇教授，因在微機電系統(tǒng)（MEMS）熱電芯片研發(fā)方面的卓越貢獻，榮獲2024年度“R&D100”可持續(xù)創(chuàng)新者大獎（SustainabilityInnovatoroftheYear）。

　　“R&D100Award”始于1963年，由《R&DMagazine》創(chuàng)立，旨在表彰具有商業(yè)價值的革命性新產品、新技術和新材料。每年，從全球數千個參賽項目中，評選出100項年度最具創(chuàng)新意義的商用技術，被譽為科技創(chuàng)新界的“奧斯卡”獎和工程領域的“諾貝爾獎”。許多獲得“R&D100”大獎的技術產品，均成為各自領域的標桿。例如，藍光發(fā)光二極管（LED）、液晶顯示器、高電子遷移率晶體管（HEMT）、鋰離子電池和核磁共振成像（MRI）等，在榮獲“R&D100”大獎后，還獲得了諾貝爾獎。本屆“R&D100Award”共收到來自16個國家和地區(qū)的數千個參賽作品。獎項的評選由全球各領域的56位知名專家學者，經過兩輪嚴格評審，從科技突破、獨特創(chuàng)新及實用性三個維度，最終評選出具重大創(chuàng)新與商用價值的產品、技術、個人或團隊。

　　對于胡志宇的獲獎，《R&DWorld》在官網評價道：“胡志宇是可持續(xù)能源領域的杰出創(chuàng)新者，他率先開發(fā)了基于微機電系統(tǒng)（MEMS）的熱電芯片，實現(xiàn)了高效發(fā)電。胡志宇的研究重點是微型熱電器件（micro-TED），這種器件可以利用低至0.001K的微小溫差進行發(fā)電。這一突破對高效溫度傳感和通過輻射制冷發(fā)電具有重要意義，為可持續(xù)能源開辟了新途徑。”

　　據了解，胡志宇團隊經過近20年的研究，利用先進的微納加工技術和納米多層材料構建工藝，成功開發(fā)出一種能夠利用微小溫差（低至0.001K）發(fā)電的MEMS微型熱電芯片。該團隊在100毫米直徑的硅片上，實現(xiàn)了超過6萬個微型熱電對的超大規(guī)模集成，在63K溫差下達到了0.5W/cm3的功率密度和208W/kg的功率重量比。這一技術突破，為微型熱電器件在高效能量轉換方面樹立了新標桿，并在國際上處于領先地位。

　　胡志宇團隊還展示了一種利用微型熱電芯片來進行通過熱能變化檢測視覺和聽覺信號的創(chuàng)新方法，其微型熱電芯片作為一個硬件快速傅里葉變換（FFT）器件對探測輸入能量的速率與強度具有極高的靈敏度，使得通過熱信號實現(xiàn)圖像和聲音的識別成為可能。這項技術有望在仿生圖像傳感器和音頻熱監(jiān)測等領域具有廣泛的應用。

　　據介紹，自2018年首創(chuàng)將輻射冷卻技術與MEMS熱電芯片集成以來，胡志宇教授及其團隊在該領域不斷取得新進展。近期，胡志宇在《AdvancedEnergyMaterials》上發(fā)表了綜合評述，在《Innovation》撰寫了觀點文章，并在《NanoEnergy》發(fā)布了關于仿生可穿戴設備的研究。此外，胡志宇已經出版了共五部中英文書籍，其中《紅外輻射制冷及其應用》和《納米構建熱電薄膜》為各兩部中英文專著。他主編的教科書《碳中和的關鍵問題與顛覆性技術》，在2023年第75屆法蘭克福書展上受到廣泛關注。

　　在此之前，微型發(fā)電芯片項目曾經獲得過中國微米納米技術學會創(chuàng)新獎，MDPI能源獎、瑞士日內瓦國際發(fā)明展銀獎、美國硅谷創(chuàng)新發(fā)明節(jié)金獎、IAAM獎章、先進材料獎章等多個獎項。

　　據悉，2023年該獎項得主是沙特基礎工業(yè)公司（SABIC）可持續(xù)發(fā)展與科技創(chuàng)新執(zhí)行副總裁、首席技術官及首席可持續(xù)發(fā)展官鮑勃·莫恩博士。SABIC是全球最大的石化產品生產商之一，產品廣泛應用于建筑、汽車、電子、農業(yè)和包裝等行業(yè)。公司以其創(chuàng)新能力和對可持續(xù)發(fā)展的承諾而著稱，致力于通過研發(fā)和科技創(chuàng)新來推動可持續(xù)解決方案。

　　展望未來，胡志宇教授表示，通過利用地球年均250W/m2的輻射到外太空的熱資源，熱電器件與太陽能吸收器和輻射冷卻器的集成，將可能帶來持續(xù)的電力供應，年發(fā)電潛力可達3.33×10?TWh，遠超全球的用電需求。這一構想展示了可持續(xù)能源發(fā)展的巨大潛力，并激勵團隊繼續(xù)在前沿技術領域探索，助力解決全球能源挑戰(zhàn)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。未來，胡志宇團隊計劃進一步優(yōu)化熱電芯片的性能，拓展其應用范圍，并積極推動技術的商業(yè)化，以在更大范圍內發(fā)揮其社會和經濟效益。