能源與環保

能源與環保

江西理工大學研制出薄如紙、可彎曲的新型電池

江西理工大學江西省動力電池及材料重點實驗室的研究人員研制出一款新型可折疊鋰電池。其輕薄如紙、可任意彎曲，性能優于目前的普通鋰離子電池。

近年來，智能手機快速發展，而電池技術發展相對緩慢。普通電池的電極材料附著在金屬片上，即便很薄，電極材料也很容易脫落。研究人員采用由碳納米管制成的宏觀膜替代傳統的金屬片，解決了這一問題，并提高了電池的能量密度。同等條件下，該新型電池的比容量、能量密度均高于傳統商用鋰離子電池，其在經歷5次持續折疊的情況下仍能保持正常工作。此外，該新型電池非常適用于可穿戴設備的能量供應。

(W.XH)

我國SOFC系統獨立發電技術獲新突破

華中科技大學自主研制出了5kW級固體氧化物燃料電池（SOFC）獨立發電系統，標志著我國SOFC系統獨立發電技術取得新的突破，基本具備了進入工程化和產品化研制階段的條件。

與傳統發電方式相比，燃料電池具有零排放、無污染、噪聲低等優點，且不受卡諾循環限制，能量轉換效率高（理想轉換效率達83%），基本不排放有害氣體，是一種前景廣闊的清潔能源。SOFC是目前主流的燃料電池之一，可直接使用天然氣等燃料產生電能，且無需使用貴金屬催化劑。SOFC系統獨立發電技術的突破，將進一步推進其商業化應用，可廣泛應用于交通運輸、軍事、航空等領域。

(中證)

美國開發新電解質可杜絕鋰離子電池短路問題

美國能源部太平洋西北國家實驗室的研究人員開發出一種新型電解質，不但能解決傳統鋰離子電池短路起火問題，還能大幅提高電池效能，延長電池使用壽命。研究人員稱，采用該新型電解質，或可制造出更強大、更實用的下一代可充電電池，如鋰硫電池、鋰空氣電池和鋰金屬電池等。

研究人員采用含有大量鋰雙（氟磺酰）的亞胺鹽作為電解質，并加入了二甲氧基乙烷，使用鋰陽極制造出了1個圓形的測試電池。測試發現，鋰陽極上僅產生了一些平滑的鋰節點而未出現大量的纖維狀樹突。經過1000次充放電循環后，測試電池的電量仍可達到初始值的98.4%，能量密度保持在4mA/ cm2，比傳統鋰離子電池提高了10倍以上。該新型電解質的應用，有望大幅降低鋰離子電池的生產成本，縮小其體積，并顯著提高鋰離子電池的安全性。

目前，研究人員正在評估各種添加劑，以進一步提高電解質性能和鋰離子電池的效率。

(KJ.0226)

新型快速充放電鋁離子電池研發成功

美國斯坦福大學的研究人員研制出了世界首款可商業應用的高性能鋁離子電池。與鋰離子電池相比，其充電速度更快、壽命更長、成本更低、安全性更高。使用這種鋁離子電池的智能手機充滿電僅需1min，可取代目前廣泛使用但仍有不足的鋰離子電池和堿性電池。

研究人員將由鋁制成的負極和由新型三維石墨材料制成的正極，以及一種相當于鹽溶液的離子液體電解液置于由柔性高分子包裹的鋁箔軟包內，制造出了該新型鋁離子電池，解決了鋁離子電池研究在電極材料和電解質方面的瓶頸問題。

由于三維石墨具有優良的導電性能和巨大的比表面積，因此，用其制作的正極能夠極大地縮短電池的充電時間。該鋁離子電池還具有較長的壽命，充放電循環7500次后，其容量幾乎沒有衰減。而普通鋰離子電池的充放電循環壽命一般僅為1000次。此外，該鋁離子電池還具有可彎曲、生產成本較低等特點，可應用于柔性電子設備、可再生能源存儲設備、家用電器等產品中。

目前，該新型鋁離子電池的額定電壓僅為傳統鋰離子電池的一半，還需要進一步提高其額定電壓和能量密度。

(KJ.0409)

中科院新型黑硅電池研究獲新進展

中國科學院微電子研究所在新型黑硅電池研究方面取得新進展。

黑硅具有良好的陷光特性和極低的光反射率（＜1%），在高效率、低成本晶體硅電池方面具有廣闊的產業化應用前景。但其表面的納米結構之間存在高密度的間隙，造成載流子橫向輸運能力差、電極接觸性能不佳等問題，使其陷光特性無法在高效晶體硅太陽能電池中得到充分應用。

鑒于ZnO納米線具有優異的光電特性和較高的載流子遷移率，研究人員創新性地將ZnO納米線引入黑硅太陽能電池中，在硅納米結構間隙生長出橫向接觸的ZnO納米線，以促進光生載流子的橫向輸運與收集，從而有效減小接觸電阻，提高電池效率。相關測試結果表明，ZnO納米線的嵌入未改變黑硅電池良好的陷光特性，且明顯改善了電極接觸及載流子輸運等特性，有助于黑硅電池效率的提升。ZnO材料成本低，制備工藝簡單，與現有的晶體硅電池工藝具有良好的兼容性，具有廣闊的應用前景。

目前，該項研究成果已申請國家發明專利，研究人員正致力于將其應用于高效背接觸和異質結背接觸電池研究方面。

(W.KY)

IBM研發出高倍聚光光伏太陽能電池系統

美國IBM公司的研究人員研發出一款結合光伏發電和太陽熱利用的高效冷卻熱利用型高倍聚光光伏太陽能電池系統（HCPVT）。該系統在40m2的鍋狀陽光接受面上安裝了36面橢圓形鏡子進行聚光，在聚光點上安裝了多接合型太陽能電池和冷卻器（用于熱交換），單位面積可聚集相當于平時2000倍的太陽光量，甚至還能達到5000倍。

該系統在吸收太陽光的過程中會產生水，可用于制造過濾飲用水或用作吸收式制冷機的熱源。在日照充沛的地區（每天8h光照），一塊1cm×1cm的光伏芯片平均能夠轉化200W～250W的能源。為了給設備降溫，在HCPVT系統內部，90℃的水被設計穿過多孔膜蒸餾系統，而冷卻水會被蒸發汽化直至脫鹽成為淡水。該系統單位陽光接受面積（1m2）每天能制造30L～40L可飲用淡水，并產生2kWh的電能。大規模HCPVT系統能夠為小城鎮帶來足夠的淡水供應。

目前，該系統的產品原型正在進行測試，未來有望在日照充足的地區，為家庭、醫療及商業設施提供足夠的能源和淡水。

(驅動)

我國核純釷制備技術獲澳大利亞專利授權

中國科學院長春應用化學研究所的研究人員開發的核純釷溶劑萃取分離技術，獲得了澳大利亞專利授權（專利號：AU2013201027）。至此，圍繞核純釷的分離制備，長春應化所已獲得3項我國專利授權（專利號：ZL201110074345.8；Z L 2 0 1 2 1 0 5 5 2 7 5 2.X；ZL201210453853.1）和1項澳大利亞專利授權，并已申請美國專利1項。

釷是一種重要的核能燃料，而核純釷的分離制備是釷核能開發的重要前提。釷元素非常穩定，必須吸收中子轉化為鈾-233后才能裂變，因此，核純釷對中子毒物的含量要求非常嚴格，甚至要求達到50ppb（10-9）以下。

針對這一難題，研究人員成功開發了核純釷溶劑萃取批量制備技術，中子毒物如釤、銪、釓和鏑含量達到50ppb以下，取得了如下創新性成果：開發出了全新的核純釷溶劑萃取體系，解決了萃取過程中微乳液對雜質的夾帶難題，實現了釷和雜質元素的高效分離，突破了溶劑萃取制備超低雜質含量物質的極限；克服了傳統高純物質分離工藝不能連續生產的缺點，實現了核純釷樣品的連續批量制備，使長春應化所成為國內唯一掌握核純釷連續批量制備技術的單位；與稀土清潔分離工藝相耦合，掌握了從釷資源高效分離提取到核純釷制備的成套溶劑萃取技術體系，為我國釷基核能研發提供了堅實的原料生產技術保障。

(科苑)

韓國研發出擺動手臂即可獲得能量的新型裝置

韓國成均館大學的研究人員開發出一種新型動態充電裝置。將該裝置佩戴在手臂上，在行走過程中自然擺動手臂就可產生和存儲能量。

據了解，該充電裝置的主要材料由雙層織物組成，其中一層為鍍銀纖維，另一層為涂覆有聚二甲基硅氧烷的氧化鋅納米棒，兩層材料在移動中產生摩擦后，就會在一端產生正電荷，而在另一端產生負電荷，從而形成回路。測試結果表明，4cm2的鍍銀材料和涂覆有聚二甲基硅氧烷的氧化鋅納米棒能夠產生120V 65μA的輸出，而使用無涂層的氧化鋅納米材料能夠產生30V 20μA的輸出，如同時使用4層材料，則能夠產生170V 120μA的輸出。研究人員稱，該充電裝置能夠連續充放電循環12000次而性能不降低，為可穿戴設備提供了便攜式充電解決方案。

(W.CB)

煙氣污染源在線監測物聯服務系統通過驗收

由福建省計量院承擔的福建省質監系統科技項目“煙氣污染源在線監測物聯服務系統研究”通過專家驗收。

隨著我國經濟的快速發展，工業排污量日益增多。其中，燃煤鍋爐向大氣中排放的二氧化硫、煙塵等污染物嚴重破壞了空氣環境。該項目研制的“污染源在線監測設備物聯服務系統”具有在線診斷、過程控制及追溯、遠程指導等物聯服務功能，實現了移動檢測平臺的資源共享。專家一致認為，該系統設計科學、合理，功能完善，使用便捷，能夠較全面地獲取污染源在線監測設備實時的計量狀態、維護記錄等運行信息，可將現場多個監控點的數據信息實時采集并保存至現場的分中心或流動檢測車上。該項目成果為污染源在線監測設備的準確、有效運行提供了快捷的計量服務平臺，可為企業或監管部門提供遠程診斷和計量技術指導服務，具有顯著的社會效益。

(儀器)

日本研發出壽命可達70年的新型鋰電池

日本夏普株式會社與京都大學的研究人員合作，成功研發出了使用壽命可達70年之久的鋰離子電池。該鋰離子電池的體積僅為8cm3，采用基于計算機的最新模擬技術，優化了鐵及硅等正極材料組合。

測試結果表明，該鋰離子電池的充放電次數可達2.5萬次，按照每天充放電1次計算，使用壽命可長達70年，達到了普通鋰離子電池的6倍。據夏普稱，實際充放電1萬次之后，其性能依舊穩定。

研究人員計劃將這種長壽命鋰離子電池應用在風力及太陽能發電等間歇性發電系統中，作為大型蓄電池使用，以保證穩定輸出，從而降低對電網的影響，并延長蓄電池的更換周期，大幅降低發電成本。

(W.TX)

我國首個核電廠退役工程技術研發中心成立

近日，我國首個核電廠退役工程技術研發中心正式揭牌成立，填補了國內核電廠退役研究領域的空白，為打造核心競爭力創造了良好平臺。該中心由中核核電運行管理有限公司和中國核動力研究設計院聯合成立，雙方將有效整合現有資源，通過資源的優化配置，著手開展核電廠退役工程的標準體系、技術、管理等方面的研究。

核電廠退役活動是一項涉及核安全、技術、經濟、社會和公眾等諸多因素的系統工程。核電廠的退役活動延續時間可能達幾十年甚至上百年，復雜程度較其它核設施退役要高很多。安全、經濟地退役，不僅關系著核工業與核技術的持續發展，還關系著生態環境安全和子孫后代的健康。根據國際經驗，核電廠需提前開展退役準備和技術研發工作，但目前我國還沒有核電廠退役實踐。現階段，核電廠退役工作的研究與準備是我國核電行業面臨的重要研究課題，市場潛力巨大，應用前景廣闊，社會效益和經濟效益顯著。

(W.BJX)