能源與環(huán)保

能源與環(huán)保

美國(guó)研發(fā)全透明光伏太陽(yáng)能電池集中器

美國(guó)密歇根州立大學(xué)的研究人員通過(guò)研究，利用人類(lèi)肉眼無(wú)法識(shí)別的光線，成功開(kāi)發(fā)出了完全透明的太陽(yáng)能集中器。其能夠?qū)⑷魏未翱诨虿Ａ鎿Q成光伏太陽(yáng)能電池。

通常，光伏太陽(yáng)能電池的透明度越高，能源轉(zhuǎn)換效率就越低。但為了實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池在建筑物窗戶(hù)上的應(yīng)用，在節(jié)約空間的同時(shí)產(chǎn)生電能，研究人員開(kāi)發(fā)出了這種完全透明的太陽(yáng)能電池集中器。其薄膜由能夠吸收特定波長(zhǎng)的紫外線和紅外線等人類(lèi)肉眼無(wú)法察覺(jué)的太陽(yáng)能光譜的有機(jī)鹽分子構(gòu)成。這些不可見(jiàn)光將被引導(dǎo)至塑料塊的邊緣，然后由設(shè)置在邊緣位置的纖薄的普通光伏太陽(yáng)能電池將其轉(zhuǎn)換成電能。

該光伏太陽(yáng)能電池的成功開(kāi)發(fā)將使建筑物窗戶(hù)，以及電腦、電視屏幕等玻璃制品能夠在使用的同時(shí)提供電力。但目前，其能源轉(zhuǎn)換效率僅為1%，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。研究人員預(yù)計(jì)，優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)后，其能源轉(zhuǎn)換效率有望超過(guò)5%。 (W.PP)

中核13項(xiàng)項(xiàng)目上榜首批國(guó)防科工知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化目錄

中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司13項(xiàng)項(xiàng)目入選首批《國(guó)防科技工業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化目錄》。

據(jù)了解，中核集團(tuán)入選的13項(xiàng)項(xiàng)目分別是：柔性基材磁控濺射鍍膜、高性能鋰離子電池隔膜、門(mén)式車(chē)輛放射性污染檢測(cè)儀器及其性能測(cè)試系統(tǒng)、磁控濺射柔性鍍銅板、基于視覺(jué)識(shí)別技術(shù)的礦石在線分選機(jī)、氣液分離系統(tǒng)、傳熱管呈正方形排列蒸汽發(fā)生器柔性泥渣沖洗槍、發(fā)酵空氣節(jié)能預(yù)處理系統(tǒng)、硼鋁中子吸收材料、方家山數(shù)字化儀控系統(tǒng)調(diào)試裝置、桶裝核廢料中子檢測(cè)技術(shù)、高活度廢放射源整備技術(shù)、L邊密度計(jì)等。 (中 核)

我國(guó)兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)首次出口歐洲

7月31日，由中國(guó)中車(chē)股份有限公司旗下株洲電機(jī)有限公司自主研制的5MW風(fēng)機(jī)樣機(jī)成功下線。這是我國(guó)研制的首臺(tái)5MW半直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也是我國(guó)兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)首次出口歐洲。采購(gòu)這臺(tái)風(fēng)機(jī)的是法國(guó)阿海琺集團(tuán)駐德國(guó)分公司。未來(lái)，該風(fēng)機(jī)及其“族人”將被安裝在波羅的海海域。

據(jù)介紹，此次下線的風(fēng)機(jī)樣機(jī)是為5MW集成半直驅(qū)機(jī)組配套的一款新型發(fā)電機(jī)，有望成為將來(lái)決戰(zhàn)國(guó)際海上風(fēng)電市場(chǎng)的主流機(jī)型。其性能要求苛刻，研發(fā)難度大，采用了全密封耐鹽霧結(jié)構(gòu)接線盒、海上鹽霧環(huán)境絕緣結(jié)構(gòu)、中壓永磁等先進(jìn)技術(shù)，成功解決了海上風(fēng)電防腐、絕緣等關(guān)鍵問(wèn)題，并成功通過(guò)了歐盟質(zhì)量體系中的頂級(jí)標(biāo)準(zhǔn)——VDA質(zhì)量評(píng)審。該風(fēng)機(jī)樣機(jī)運(yùn)抵德國(guó)后將首先在當(dāng)?shù)亻_(kāi)展電氣試驗(yàn)，完成最終調(diào)試后再進(jìn)行實(shí)地安裝，部署于該公司在歐洲的風(fēng)電業(yè)務(wù)。 (KX.0803)

我國(guó)球床模塊式高溫氣冷堆核電站的關(guān)鍵設(shè)備投產(chǎn)

世界首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站示范工程燃料裝卸與儲(chǔ)存系統(tǒng)輸送轉(zhuǎn)換設(shè)備項(xiàng)目在陜西省寶雞高新區(qū)正式投產(chǎn)。這標(biāo)志著我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自行制造、自行營(yíng)運(yùn)的球床模塊式高溫氣冷堆核電站關(guān)鍵設(shè)備及核心部件進(jìn)入生產(chǎn)階段，為我國(guó)發(fā)電、煉油和化工等領(lǐng)域占領(lǐng)時(shí)代制高點(diǎn)提供了戰(zhàn)略支撐。

燃料裝卸與儲(chǔ)存系統(tǒng)是高溫氣冷堆中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的系統(tǒng)。陜西寶雞泰華磁機(jī)電技術(shù)研究所有限公司是“高溫氣冷堆核電站燃料裝卸與儲(chǔ)存系統(tǒng)”系列產(chǎn)品的研制實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)單位，相繼完成了磁力同步器、磁力傳動(dòng)器、磁力閉鎖器、磁力軸承，以及高耐磨軸承等20多項(xiàng)產(chǎn)品的研制生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)，并于2014年11月通過(guò)了產(chǎn)品合格驗(yàn)收。目前，該公司已與中核能源科技有限公司、華能山東石島灣核電有限公司簽訂了合同，將為山東石島灣核電廠高溫氣冷堆核電站示范工程提供關(guān)鍵設(shè)備及部件580余臺(tái)（套、件）。 (防 科)

中科院利用石墨炔摻雜改善鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所下屬新能源技術(shù)研究所與中科院化學(xué)研究所的研究人員合作，將新型碳材料石墨炔摻雜入雜化鈣鈦礦器件的電子傳輸層中，有效提高了電子傳輸層的電導(dǎo)率，提升了鈣鈦礦電池的器件性能。

據(jù)了解，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池憑借其吸光系數(shù)高、載流子輸運(yùn)能力強(qiáng)、器件效率高等優(yōu)勢(shì)成為新型太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的重要研究方向。而鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的器件界面層的形貌和載流子輸運(yùn)能力對(duì)器件效率的提高尤為關(guān)鍵。

石墨炔是由sp、sp2和sp3等3種雜化態(tài)形成的新碳同素異形體，由1，3-二炔鍵將苯環(huán)共軛連接形成二維平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的全碳分子，擁有豐富的碳化學(xué)鍵、大的共軛體系、寬面間距、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和半導(dǎo)體性能。石墨炔的引入不僅改善了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池界面材料的薄膜形態(tài)，可更好地調(diào)控界面特性，提升器件的短路電流值，從而提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率和性能，且器件效率不受電壓掃描條件影響。該項(xiàng)研究成果為新型碳材料的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，以及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的研究提供了新的思路。 (寧材所)

量子電池概念提出 比傳統(tǒng)電池充電更快

來(lái)自英國(guó)、意大利等四國(guó)的物理學(xué)家提出了“量子電池”的概念，并通過(guò)理論研究證明，多量子比特相互糾纏而產(chǎn)生的量子加速可為量子電池充電提供捷徑，因此，量子電池比傳統(tǒng)電池充電更快。

量子電池中的離子、中性原子、光子等量子比特能夠同時(shí)處于兩種不同的能級(jí)狀態(tài)，充電表示將量子比特由低能態(tài)激發(fā)成高能態(tài)，放電則為該過(guò)程的逆向過(guò)程。這些特殊的量子比特稱(chēng)為“工作量子比特”。研究人員證明：在充電過(guò)程中，與沒(méi)有糾纏的量子相比，糾纏量子在低能態(tài)和高能態(tài)之間通過(guò)的距離更短，而且量子比特越多，糾纏越強(qiáng)，充電過(guò)程也就越快，也就是說(shuō)，充電所需時(shí)間與工作量子比特的數(shù)量成反比。因此，假如1個(gè)工作比特充電需要1h，6個(gè)工作比特就僅需10min。

目前，量子電池仍處于概念研究階段，尚需突破量子態(tài)退相干、儲(chǔ)電量小、工作機(jī)制等問(wèn)題。研究人員將進(jìn)一步研究熱力學(xué)過(guò)程中的量子效應(yīng)，以更好地理解和開(kāi)發(fā)量子電池的潛在應(yīng)用情況。(KJ.0805)

韓國(guó)研發(fā)出新型可印刷固態(tài)電池技術(shù)

韓國(guó)蔚山科技大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種新型可印刷成多種形狀的固態(tài)電池技術(shù)PRISS。該技術(shù)能夠?qū)⒐虘B(tài)電池打印成不同的形狀，并根據(jù)需要嵌入不同的表面上應(yīng)用，具有較好的續(xù)航能力，且成本較低。

傳統(tǒng)電池通常要使用電解液，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而損壞電池的陰極。采用固態(tài)離子導(dǎo)體替代電解液可改善電池的穩(wěn)定性和使用壽命。研究人員采用該技術(shù)，利用印刷成多種形狀的可在紫外線照射下固化的固態(tài)電解質(zhì)作為導(dǎo)電介質(zhì)，替代了傳統(tǒng)隔膜，實(shí)現(xiàn)了充放電。印刷后的電池能夠一層一層地打印在任何表面上，并制作成各種形狀，而電池的性能與傳統(tǒng)的電池相當(dāng)，在充放電過(guò)程中并未出現(xiàn)顯著損耗，30次充放電循環(huán)周期后可保持傳統(tǒng)電池90%的電量。

研究人員現(xiàn)已打印出了字母、心形和紙片眼鏡外形的固態(tài)電池，實(shí)現(xiàn)了為發(fā)光二極管供能。下一步，研究人員將進(jìn)一步提高電池的壽命和能量密度，并研發(fā)可印刷到衣服上的電池，實(shí)現(xiàn)其在可穿戴電子產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中的應(yīng)用。 (W.CB)

“航天粉煤加壓氣化裝置”獲國(guó)防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展產(chǎn)業(yè)先鋒獎(jiǎng)

在國(guó)防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展成果展覽會(huì)上，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院所屬航天長(zhǎng)征化學(xué)工程股份有限公司開(kāi)發(fā)的“航天粉煤加壓氣化裝置”榮獲“國(guó)防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展產(chǎn)業(yè)先鋒獎(jiǎng)”。

據(jù)介紹，“航天粉煤加壓氣化裝置”是航天長(zhǎng)征化學(xué)工程公司依托液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒、傳熱、系統(tǒng)控制及特種泵閥等技術(shù)自主研發(fā)的潔凈煤利用裝備，其利用核心的HT-L粉煤氣化爐，可將煤炭高效、環(huán)保、低成本地轉(zhuǎn)化成氣態(tài)、潔凈的一氧化碳和氫氣混合氣體，廣泛適用于煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣、煤制油、煤制氫、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)等領(lǐng)域。

該裝置操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，煤種適應(yīng)性廣，投資費(fèi)用和運(yùn)行成本低，開(kāi)工率高、氣化爐故障率低，與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品相比具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前，該裝置已成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)33個(gè)項(xiàng)目，其中12個(gè)已經(jīng)投產(chǎn)，21個(gè)在建。 (商 務(wù))

美國(guó)基于剪紙工藝研發(fā)出新型可伸縮電池

美國(guó)亞利桑那大學(xué)的研究人員基于剪紙工藝開(kāi)發(fā)出一種可伸縮電池。其能夠在保持功能的前提下，伸展到原始尺寸的150%以上。

據(jù)了解，研究人員結(jié)合了剪紙工藝的折疊和裁剪技術(shù)，解決了單純采用折疊工藝形成的設(shè)備僅能在單個(gè)平面上折疊，形成的表面不平整等問(wèn)題，生產(chǎn)出了全新的電池，使其能夠在保持功能的同時(shí)伸展到原始長(zhǎng)度的150%以上。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將該電池的原型縫進(jìn)智能手表的腕帶中，當(dāng)電池伸長(zhǎng)時(shí)，其仍能夠?yàn)槭直砉╇姟?/p>

該新型電池有助于推進(jìn)可拉伸電子裝置的設(shè)計(jì)與制造，或?qū)⒃陂_(kāi)發(fā)緊湊型可穿戴設(shè)備的過(guò)程中替代剛性電池和塊狀電池。 (科 日)

青海填補(bǔ)國(guó)內(nèi)水光互補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)空白

青海省重大科技專(zhuān)項(xiàng)“大規(guī)模水光互補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”項(xiàng)目通過(guò)了來(lái)自國(guó)家光伏裝備工程技術(shù)研究中心等的專(zhuān)家組驗(yàn)收，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大規(guī)模水光互補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)的空白，其成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

該項(xiàng)目依托青海省豐富的太陽(yáng)能資源和得天獨(dú)厚的水電資源，在世界最大的水光互補(bǔ)電站——龍羊峽水電站開(kāi)展了320MW水光互補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范，將光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電源，提高了光伏發(fā)電的電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了水力發(fā)電和光伏發(fā)電快速補(bǔ)償功能。該項(xiàng)目成果還可減少電力系統(tǒng)為吸納獨(dú)立光伏電站發(fā)電所需的旋轉(zhuǎn)備用容量，在不影響水電站發(fā)電效益的基礎(chǔ)上，增加電站調(diào)峰調(diào)頻能力，實(shí)現(xiàn)不棄光、不棄水。 (GR.0807)

美國(guó)研究人員提出全美清潔能源路線圖

美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員首次描繪出如何在2050年前讓美國(guó)50個(gè)州和1個(gè)直轄特區(qū)全部使用清潔能源的路線圖——基于已有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)成本的大范圍應(yīng)用的可行性，每個(gè)州均可在基礎(chǔ)設(shè)施和能源消耗方式上進(jìn)行變革，以實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的徹底轉(zhuǎn)變。

研究人員考察了美國(guó)每個(gè)州目前的能源需求狀況，以及這些需求在常規(guī)條件下到2050年有哪些會(huì)發(fā)生變化，并測(cè)量了各州住宅、商業(yè)、工業(yè)和交通等4個(gè)部分的能源使用情況，分析了每個(gè)部分當(dāng)前燃料消耗的來(lái)源——煤炭、石油、天然氣、核能和可再生能源，計(jì)算了所需的電力，為每個(gè)州分別描繪了能源發(fā)展路線圖，以期在2030年前達(dá)到80%的能源變革目標(biāo)，并在2050年實(shí)現(xiàn)全部使用清潔能源的目標(biāo)。例如，華盛頓州當(dāng)前水電能源可提供70%以上的電力需求，風(fēng)能和太陽(yáng)能將能夠填補(bǔ)剩下的大部分需求；愛(ài)荷華州和南達(dá)科他州的電力生產(chǎn)30%來(lái)自風(fēng)能；加利福尼亞州到2030年可再生能源將可滿足60%的電力需求。 (科 日)