文：小远
根据中新社北京1月12日的报道，截止2021年底，国内已有29.8万家企业获得有效发明专利，比上年增长5.2万家。国内企业有效发明专利共190.8万件，同比增长22.6%，高于全国平均增速5%。
由于发明专利申请对技术方案的创造性要求很高，不仅需要正式审查，而且需要实质性审查，因此最终获得相应专利权的发明具有较高的技术价值。其中，我国高新技术企业拥有的有效发明专利高达121.3万件，占国内企业总数的63.6%，这些专利无疑证明了，中国高科技市场主体的创新能力和创造力都在不断增强。
科技是第一生产力，纵观古今中外，人类社会的每一次进步都伴随着科学技术的进步，我国的GDP也随着科技的发展连续两年突破了100亿。伴随着科学技术水平的不断发展，新能源的研发和利用也成为重中之重，像是太阳能、风能、水能等一切可利用的能源，我国都在大力支持，如今就连核聚变这种世界上的技术难题也有了新的突破。
就在今年辞旧迎新之时，中科院位于合肥的“人造小太阳”实验装置又传出了一个好消息：它实现了1056秒的长脉冲高参数运行，打破了自己的世界纪录，继续保持世界领先地位。也就是说，世界上第一个由核聚变点亮的灯泡将在安徽实现，而这份殊荣就属于中国。
人造小太阳不是照亮世界的人造小太阳，而是利用太阳内部的能量产生机制在地球上制造和利用能量的一种方式，真正的科学名称叫“可控核聚变”。太阳利用巨大的引力聚合氢原子并释放出巨大的热能。如果我们能收集到太阳在一秒钟内产生的能量，那就足够人类使用几百年了。
爱因斯坦在100年前发现了质能方程的奥秘，人类在质量和能量之间的关系方面取得了重大突破。然而，转换材料中的能量是非常困难的，燃烧等方法只能停留在表面，质能转化率很低。例如，煤燃烧获得的热能仅相当于质能转化率的30亿分之一，而石油和原油的燃烧约为22亿分之一。
核聚变是迄今为止人类发现的获得最大质能转化的方式，质能转换率可达0.7%左右，来自太阳核心的能量辐射就是通过核聚变释放的。我们的地球能够接收太阳的能量大约为20亿分之一，相当于每秒490亿千瓦时的电能，也相当于1000万座三峡大坝的总发电量。这种能量看起来很大，但实际上是由不到4kg的物质转化而来的能量。
全世界的科学家渐渐明白核聚变能源好处，并一致认为“这将会是人类能源的终极解决方案。”也就是说，如果我们能够完美解决核聚变能源技术，人类将获得取之不尽的能源。科学家们还发现，我们实际上可以用从海水中提取的氘来代替氢，这对实验更为方便。
如今，利用核裂变原理，人类建造了数百座核电站，核聚变的应用却远远落后。理论上，核聚变确实可以产生稳定的能量，而且与核裂变不同，核聚变不会产生放射性污染，因此它是一种绿色无污染的清洁能源。
然而，由于会产生热核链式，核聚变会在短时间内释放出巨大的能量。如果能够实现可控核聚变技术，将大大提高人类在能源领域的发展速度。在这种情况下，全超导托卡马克核聚变试验（EAST）项目应运而生，目的就是研究“小太阳”。
从1966年，中国第一次氢弹试验成功，科学家们从氢弹核爆炸中感受到巨大的聚变能量，到安徽合肥“科学岛”上的大型科学装置“东方超环”取得重大突破，等离子体中心的电子温度首次达到1亿摄氏度，并运行了近10秒，我国也在核聚变上领先世界。
“东方超环”是一种全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”，是我国第四代核聚变实验装置。“人造太阳”的目标是使海水中的大量氘和氚在高温、高密度下像太阳一样发生核聚变，被认为是进入第四次工业革命最有力的基石之一。
科学家估计，1升海水中含有0.03克氘，其产生的聚变能量相当于300升汽油。海水中含有超过45万亿吨的氘，所释放的能量足以供人类使用数亿年。由于我国在核聚变领域的突破，包括美国、韩国、印度和俄罗斯在内的7个国家，邀请我国参加国际热核聚变实验堆（ITER）项目，其中，我国承担了约11%的采购包研发任务。
不仅是能源需要科技的力量，电能的储存也需要科技。我国科技大学教授的马骋团队设计了一款钙钛矿氟离子导体，是一种新型的氟离子固态电解质，首次实现了全固态氟离子电池的稳定长循环。我们现在常用的锂离子电池正面临能量密度有限、伴随锂枝晶的安全隐患、锂元素原料供应紧缺等多重挑战，而全固态氟离子电池无疑是新的突破。
他们的成就创造了全固态氟离子电池领域循环时间最长、容量保持率最高的世界纪录，让人们看到了电池多元化发展的希望。再结合未来的可控核聚变能源，预计正式发电大约需要30至50年的时间。但中国科学家坚信，解决人类能源问题的最终途径是可以实现的。正如中国工程院院士李建刚所说：如果一个灯泡可以用核聚变产生的能量点亮，那么这盏灯必须而且只能在中国！
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