前言：
热能作为建筑和工业部门不可或缺的能源服务，其在全球终端能源消费中的占比高达三分之一，约145 艾焦（EJ），其中约75%依赖化石燃料【1】 。根据国际能源署的研究，在过去十年中，中国建筑热能消费增长速度居各国之首，建筑空间供暖和热水的需求约为12 EJ【2】。随着全球能源绿色低碳转型的深入，如何推动供热系统向更绿色、更智能、更经济的方向发展，正成为大家关注的重点，也是实现脱碳目标的关键领域。
第三届TERA-Award智慧能源创新大赛优异奖项目「中熵科技」，自主研发了高品质、高稳定性的新型半导体电热材料，打造了集安全、健康、节能、环保、清洁、高效于一体的智慧电热解决方案。近日，我们访谈了「中熵科技」创始人张伟博士，让我们一起了解「中熵科技」的创新历程与创业故事。
中熵科技创始人 张伟博士
建筑领域是我国能源消耗和碳排放的主要来源之一，供热领域的碳排放占全社会总排放量的近一成【3】。在“双碳”目标的推动下，传统的粗放型供热方式迫切需要向智慧化、绿色化方向转型。今年3月，国家发改委和住建部联合发布了《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》，为强化建筑运营中的节能降碳管理、加快节能降碳技术的研发与推广提供了明确的指导。新型建筑供暖材料将在重点城市的公共建筑能效提升、老旧小区改造以及北方地区冬季清洁取暖中发挥越来越重要的作用，拥有巨大的应用潜力和市场空间。
当前，常见的家庭采暖方式包括集中供暖、壁挂炉采暖、空调、电热膜采暖以及家用燃煤锅炉等。其中，电热膜采暖凭借其基于热辐射的独特传热方式，能够直接加热采暖对象，而几乎不影响周围空气温度，形成较小的温度梯度。与传统对流采暖方式相比，电热膜采暖在减少冷风渗透方面表现更为出色。在相同室内温度条件下，电热膜采暖能够使人体感受到的温度高出2至4摄氏度【4】，这一特点不仅提高了舒适度，同时也有效降低了能源消耗和运行成本，为家庭采暖提供了一种更为高效、节能的选择。
中熵科技自主研发的新型半导体制热膜是新一代低维电热材料，其具备通电即热、清洁高效、性能稳定以及高电-热转换效率等显著优势。同时，该材料可与塑料、陶瓷、玻璃、布料等多种材料结合，衍生出节能环保且能够产生清洁热源的复合材料。该材料本身不仅具备高品质和高稳定性，还可以与AI智能操控系统结合，能够实现真正的“按需供热”，整体节能效果可达30%以上。此外，新型半导体制热膜从生产到应用的全流程都保持绿色环保、无污染，是理想的新型制热解决方案。
新型半导体制热材料
中熵科技创始人张伟博士表示，新型半导体制热材料实现了热源与空气的零距离接触，使热量能够无阻碍、无损耗地直接传导到室内空间，快速升温。此外，中熵科技将新型半导体材料、制热芯片与人工智能技术进行了全方位的融合。在“智慧供热”系统的控制下，新型半导体材料在冬季供暖中实现“按需供热”。当系统检测到室内无人时，会自动切换至低温运行模式；而当有人进入室内时，系统可在几分钟内将室温提升至设定温度，并通过智能识别用户的不同活动模式，提供匹配的最佳室温。不仅提升了舒适性，还提高了能源效率，实现大幅节能。
中熵智慧供热系统
传统电热材料存在诸多问题。第一代电热材料，如电阻丝，虽然广泛应用于各类加热设备，但其电-热转换效率低，导致大量电能以其他形式损失，能源利用效率不高。第二代电热材料，如碳素材料，虽然在电-热转换效率上有所提升，但仍存在局部电热不稳定的问题，不仅影响整体加热效率，还可能对加热对象造成损害。
中熵科技的新型半导体电热膜性能极为稳定，实验室加速老化试验测试数据50年功率变化小于3.3%，电-热转换效率高达99.45%。通过真空镀膜工艺，该材料可制成微纳米级的透明镀层的薄膜，并通过丝网印刷工艺制备为高效、稳定的面热源，广泛应用于多个领域。张伟博士表示，该技术除了在建筑供暖领域取得突破外，在新能源汽车、管道伴热等领域具有明显优势。该材料具有高透光率，可直接与汽车玻璃结合，具备智能除霜、除雾、车厢恒温保温及电池组热管理等功能；在石油和天然气管道伴热应用中，相较于传统线状发热材料，该技术具有更高的制热效率、更好的安全性和节能性，安装更简便，根据实测数据，该技术能够实现高达30%的节能效果。
中熵科技的透明移动取暖器
据了解，在2023年，中熵科技对辽宁阜新海州区的100余户农村分散住户进行了清洁取暖改造。在此之前，当地村民在冬季取暖主要依赖燃煤，这不仅带来了浓重的煤气味和大量的粉尘污染，而且采暖成本也一直居高不下。此次改造中，采用了中熵科技的发热墙板，白天低功率运行，夜间满功率运行的情况下，每小时电费不到1元，一天的采暖费用不超过10元。张伟博士进一步指出，每产生3600千焦热量，新型半导体电热材料比煤炭减少二氧化碳排放0.28公斤，按照中国住宅建筑设计的热负荷标准40瓦/平米计算，使用新型半导体电热材料替代煤炭取暖，每万户居民每年可减少约3.2万吨的碳排放。
自2021年成立以来，中熵科技已布局了81项国内外专利，授权52项，其中国内45项，国际7项。今年，中熵科技凭借“新型半导体制热材料”荣获第三届TERA-Award智慧能源创新大赛优异奖。张伟博士表示，TERA-Award大赛汇聚了全球能源科技领域的创新创业者，比赛过程中，中熵科技结识了众多志同道合的创新者。通过此次大赛，我们希望进一步向全球展示自身的技术优势，加速企业的国际化发展与蜕变。未来，中熵科技将携手更多行业专家和业界人士，推动零碳科技创新技术的广泛应用，助力实现“双碳”目标，为人们带来更加清洁、绿色、舒适的采暖体验。
数据来源：
【1-2】IEA,《The Future of Heat Pumps in China》
【3】国投证券,《“以旧换新”和“供热计量”双重刺激下的新篇章》
【4】住房和城乡建设部,《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》
第三届TERA-Award大赛优异奖
中熵科技（北京）有限公司
TERA-Award大赛组委会执行主席陈英龙为中熵科技颁奖
中熵科技是依托清华大学优势学科，专业从事新能源、新材料研发及应用的高科技公司。公司以高品质、高稳定性电热材料为依托，为客户提供集安全健康、节能环保、清洁高效为一体智慧电热解决方案。
目前，中熵科技核心技术产品包括全球首创的新型半导体电热材料，可广泛应用于清洁供暖、新能源汽车、管道伴热、现代农业、终端消费等诸多领域。未来，中熵科技将以科技创新为己任，立足材料研发，将核心技术材料与众多应用场景相配合，致力于成为全球领先的低维发热功能材料供应商。
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TERA-Award智慧能源创新大赛
大赛由香港中华煤气主席李家杰博士发起，以“为绿色经济发展赋能”为使命，目标是寻找面向未来的智慧能源领域优秀的创新技术和解决方案。
大赛致力于打造应用场景、奖金、投资于一体的全球化创业服务平台，帮助创业项目落地，推动智慧能源创新技术快速走向实践。
了解更多信息可添加大赛小助手微信
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