可同時采集光能和機械能的復合能源衣

中國科學院納米能源與系統研究所、美國佐治亞理工學院王中林教授課題組與重慶大學范興副教授課題組合作，成功將新型高分子纖維基太陽能電池與纖維摩擦納米發電機共同編織，形成了一種單層、輕質、透氣、廉價的新型全固態智能可穿戴織物，研究成果發表于《自然-能源》。該織物不僅可以采集太陽光能，還可以同時將人體運動導致的織物內部纖維機械摩擦轉化成電能，從而驅動隨身電子設備不間斷地工作。實驗結果表明，一個長5厘米，寬4厘米的單層織物在戶外陽光以及機械運動的共同驅動下，不僅可以給電子表，手機等設備提供持續電能，還可以驅動電解水等電化學反應。由于該能源織物具有輕薄，柔軟，可穿戴，可折疊，透氣性好等優良性質，它將會用在穿戴電子、人體健康、能源，軍事等領域。

高溫太陽能熱化學循環制備燃料氣

中科院工程熱物理研究所分布式供能與可再生能源實驗室發現了一種通過利用化石燃料（例如甲烷）吸熱反應來回收等溫法熱化學循環反應器下游廢熱和未反應氣體（例如水或者二氧化碳）的方法，并提出了基于甲烷重整的太陽能熱化學多聯產系統，成果發表于《應用熱工程》。等溫法氧化反應后的混合氣體溫度能夠降低至600-850攝氏度，且混合氣體的熱值能夠提高。在等溫熱化學反應器下游整合化石燃料能夠進一步提高合成氣的產量和利用太陽能。在此基礎上，科研人員提出了基于甲烷重整的甲醇動力多聯產系統，生產單位質量的甲醇需要的化石燃料消耗大約為22GJ/ton，比目前典型的工業生產過程的能耗低，最佳太陽能到甲醇的轉換效率可高達44%以上。

金屬/碳化硅光催化有機合成

中科院山西煤炭化學研究所煤轉化國家重點實驗室郭向云研究團隊與美國伊利諾伊大學香檳分校楊宏教授合作，采用能夠響應可見光的立方型高比表面積碳化硅（SiC）為載體，利用金（Au）納米顆粒的表面等離子體共振效應，設計出新型Au/SiC光催化體系，在室溫常壓和可見光照的條件下，成功實現ɑ，β-不飽和醛選擇性加氫生成ɑ，β-不飽和醇，相關工作發表于《美國化學會志》。ɑ，β-不飽和醇是藥物、香料及其它精細化工產品生產中的重要原料和反應中間體，在有機合成中有著廣泛的應用。光催化能夠有效利用太陽能，在溫和條件下加快反應進程，并且能夠定向合成目標產物，提高目標產物的收率，因此在有機合成中受到了廣泛關注。

微藻高效電解氣浮采收新技術

中科院青島能源所微藻生物技術團隊開發了一種基于石墨雙電極的電解氣浮微藻采收技術，相關結果發表于《藻類研究》。利用光合自養進行微藻大規模生產時，微藻培養液中細胞濃度一般不超2g/L，因此如何從巨大量的培養液中高效經濟的采收微藻細胞一直是影響微藻能源與資源化利用的關鍵技術之一。傳統的絮凝、沉降、離心、過濾等技術或因效率低、能耗高、連續操作困難等問題而不能適用于微藻的大規模采收。研究利用安裝在氣浮器底部的特殊設計的梳狀雙層石墨雙電極在直流電（不高于5伏特）作用下高效電解水產生大量微氣泡來代替傳統的溶氣水。結果表明，每采收1公斤微藻（干重），電解氣浮能耗只需要0.03kWh，只有傳統溶氣氣浮能耗的1/5，離心能耗的1/30，降低了微藻采收成本。

能源

驅動隨身電子設備工作

新型全固態智能能源織物的結構設計

烷烴碳氫鍵不對稱官能化

中科院上海有機化學研究所劉國生團隊通過發展金屬催化的自由基接力新策略，成功實現了銅催化芐位碳氫鍵的不對稱氰化反應，以最短的路線合成了手性腈類化合物，該成果發表于《科學》。研究人員提出將反應中的碳自由基中間體轉化為金屬有機物種來實現選擇性控制的策略，以此來解決烷烴的C-H鍵不對稱直接官能化的難點問題。他們通過發展金屬催化/自由基接力的新策略，利用原位形成的高活性的自由基來攫取芐位的氫，在溫和條件下生成的芐位自由基，再與手性噁唑啉/銅氰絡合物高立體選擇性地結合形成高活性的有機金屬銅中間體，繼而實現了碳自由基的不對稱控制，成功地發展了芐位碳氫鍵的不對稱氰化反應，無需鄰位定位基團的參與就可以實現從芐位碳氫鍵到手性芳基乙腈的直接高效轉化。

催化合成氨研究進展

中科院大連化學物理研究所潔凈能源國家實驗室（籌）陳萍研究員、郭建平博士提出了“雙活性中心”催化劑設計策略，并由此開發出了一系列過渡金屬與氫化鋰組成的復合催化劑體系，實現了氨的低溫催化合成，相關研究成果于近期發表在《自然-化學》期刊上。研究將氫化鋰作為第二組分引入到催化劑中，構筑了“過渡金屬—氫化鋰”這一雙活性中心復合催化劑體系，并提出了“活化氮轉移”的反應機理，使得氮氣和氫氣的活化及中間物種的吸附發生在不同的活性中心上，從而打破了單一過渡金屬上的反應能壘與吸附能之間的限制關系，使得氨的低溫低壓合成成為可能。

聚乙烯廢塑料溫和可控降解

中科院上海有機所黃正課題組和加州大學爾灣分校管治斌課題組合作，在聚乙烯廢塑料降解研究取得突破，相關成果發表于《科學進展》。利用交叉烷烴復分解催化策略，使用價廉量大的低碳烷烴作為反應試劑和溶劑（此類低碳烷烴在石油煉制中大量生成，不能作為燃油或天然氣，使用價值非常有限），與聚乙烯發生重組反應，有效降低聚乙烯的分子量和長度。在反應體系中低碳烷烴過量存在，所以可多次參與聚乙烯的重組反應，直至把分子量上萬、甚至上百萬的聚乙烯降解為清潔柴油。該催化體系為解決“白色垃圾”環境污染提供了一種可能的途徑；另一方面“變廢為寶”，促進碳資源循環利用。

磁約束聚變高性能等離子體穩定性控制

中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所先進實驗超導托卡馬克（EAST）團隊研究員孫有文等人對在EAST托卡馬克上利用外加共振磁擾動抑制邊界局域模的物理過程進行了深入研究，相關研究成果發表于《物理評論快報》。研究利用EAST上最新安裝的共振磁擾動線圈，實現了類ITER射頻波主導加熱、低動量注入條件下的共振磁擾動對邊界局域模的完全抑制，同時在實驗上觀察到了共振磁擾動對邊界局域模從緩解到抑制的非線性轉化過程，揭示了等離子體對外加磁擾動的非線性響應，以及邊界磁場拓撲結構的改變對于實現抑制邊界局域模起到了關鍵的作用。該項研究將有助于推動控制手段的物理機理的研究，同時可將這一控制手段推廣到聚變堆的應用。endprint