能源與環保

能源與環保

大連化物所焦爐煙氣脫硝技術持續在焦化行業推廣應用

自2017年5月以來，采用中國科學院大連化學物理研究所脫硝技術的河北東海特鋼集團有限公司焦爐煙氣脫硝裝置（煙氣量250000Nm3/h）、徐州東興能源有限公司焦爐煙氣脫硝裝置（煙氣量300000Nm3/h）、唐山達豐焦化有限公司二期焦爐煙氣脫硝裝置（煙氣量170000Nm3/h）、遷安九江煤炭儲運公司焦爐煙氣脫硝裝置（煙氣量375000Nm3/h）等4套焦爐煙氣脫硝裝置相繼完成調試并投入運行。

據悉，該研究所針對焦爐煙氣特點開發了高效低溫催化劑，成功為江蘇沂州煤焦化有限公司的首套焦爐煙氣脫硝工業示范裝置提供了催化劑及工藝包后，又為該公司剩余的3座焦爐進行了脫硝改造。4套脫硝裝置在1年多的時間內運行平穩，對焦爐氮氧化物的減排及達標排放發揮了重要作用，脫硝裝置出口的氮氧化物濃度降至小于100mg/m3，保證了焦爐煙氣氮氧化物的排放濃度滿足最嚴格的排放標準，也在全國焦化行業煙氣脫硝治理中起到了示范作用。

2017年，該研究所研發的脫硝技術在焦化行業得到推廣應用。截至目前，已有8套采用該研究所技術的焦爐煙氣脫硝裝置投產，另有3套裝置處于設計階段，這些裝置投入運行后，每年可減少氮氧化物排放量近20000t，為我國大氣污染治理作出積極貢獻。 (大化物)

我國首臺2MW級中低溫蓄冷實驗平臺建成

中國科學院工程熱物理研究所儲能研發中心暨國家能源大規模物理儲能技術研發中心設計建設的我國首臺2MW級中低溫蓄冷實驗平臺在貴州省畢節市完成調試，各項性能均達到或超過設計指標。

中低溫蓄冷裝置是建筑系統、分布式能源系統、冷藏系統等的關鍵組成部分，其實驗測試依賴于高性能大規模的試驗檢測平臺，但此前，國內尚無此類實驗與性能檢測平臺。為此，該中心設計并建設了2MW級中低溫蓄冷實驗平臺。該平臺由低溫制備系統、儲冷系統、動力系統、配電及測控系統等組成，可開展溫度區間-40℃～30℃、功率范圍10kW～2MW內任意工況下的中低溫蓄冷裝置及系統性能實驗。目前，該平臺已建成并完成了設備和系統的調試工作，成為國內功率等級最高、儲能容量最大的中低溫蓄冷實驗平臺。

復旦大學研發出可彎曲新電池

復旦大學的研究人員研發出一種可彎曲的新型電池，可滿足可穿戴電子設備的機械應力要求和植入設備的安全要求。

目前用于醫療植入產品的鋰離子電池等電池通常都是剛性的，而大部分柔性電池使用了易燃或腐蝕性電解質，安全風險較大，而且與可穿戴設備的生物兼容性差，更不適用于植入電池。

復旦大學的研究人員設計了兩種柔性電池：二維帶狀電池和一維纖維狀電池。前者能夠將輕薄的電極薄膜黏附在一個鋼絞線網中，而后者能夠在一個碳納米管骨架周圍嵌入電極材料的納米粒子。研究人員測試了電池的生物兼容性，以及硫酸鈉作為液體電解質用于可穿戴設備電池的適用性。測試結果顯示，使用硫酸鈉溶液作為電解質，兩種新型電池的容量和輸出功率等性能比目前大多數用于可穿戴設備的鋰離子電池更高。此外，一維纖維狀電池使用的碳納米管能夠加速將溶解氧轉化成氫氧離子，這一過程如果不受控制會危害電池的有效性，但卻具有治療癌癥和細菌感染的潛力。未來，這種纖維狀電極或將能夠植入人體以消耗基礎氧氣，為保護人類健康作出貢獻。 (KX.0815)

新型催化劑提高可充電鋅空氣電池的性能

澳大利亞悉尼大學和新加坡南洋理工大學的研究人員合作研制出一種新型催化劑，有望大幅提高可充電鋅空氣電池的性能。

鋅空氣電池具有成本低、儲電量大、安全、環保等優點，但鋅空氣電池長期缺少高性能的雙功能氧電極催化劑，需使用鉑和銥等貴金屬作為電極催化劑，制約了其推廣應用。研究人員通過對鐵、鈷和鎳等元素組成的雙金屬氧化物在納米尺度上的組分、大小和結晶度的同步控制，研發出了由鐵、鈷和鎳等金屬氧化物結晶而成的雙功能氧電極催化劑，可同時催化兩類反應。在測試中，使用新型催化劑的鋅空氣電池表現出了良好的性能，在完成了長達120h的60個充放電循環后，電池的能效僅降低了不到10%。目前，研究人員正致力于解決鋅空氣電池存在的基礎技術問題，以使其盡快投入實際應用。

該項研究成果突破了鋅空氣電池電極催化劑的瓶頸，有望拓展鋅空氣電池在電子產品等方面的應用。 (新 華)

將生姜榨汁，配成生姜原液，按表1配成相應質量濃度的生姜汁；選取乳酸鏈球菌素、檸檬酸、魔芋葡甘聚糖、海藻酸鈉、甘氨酸5種保鮮劑，以無菌水為溶劑，按照表1配制成溶液。將新鮮魚塊分別放入上述保鮮劑共24瓶溶液中，5 min后取出，采用保鮮膜包好后放入培養皿中，置于恒溫培養箱中，于37℃條件下培養24 h后取出，搗碎，稀釋至1×10-6，分別取1 mL置入無菌平皿中，傾入牛肉膏蛋白胨培養基，混勻，于37℃條件下倒置培養48 h后計數。再根據菌落總數確定各生物保鮮劑的最佳質量濃度。

美國海軍將聯合普渡大學開發網絡安全儲能系統

美國海軍水面戰中心克萊恩分部（NSWC CD）與普渡大學簽署合作研發協議，將共同開發新一代大容量網絡安全儲能系統，目標是研發非易燃易爆電池，防彈減震裝置，輕型、高能量密度解決方案，超過任務需要的超長供電時間技術，以及嵌入式電池健康管理系統等新技術與新產品。

據介紹，海軍作戰系統的集成度不斷提高，需要更加靈活的網絡化、自適應電力及能源解決方案。鋰電池能量密度較高，可滿足多種任務需要，但其在安全性和可靠性方面的不足制約了其在軍事領域的廣泛應用。該項合作研發協議的實施將推動創新能源解決方案的發展，降低尺寸、重量和功率需求，并提高軍用平臺的安全性。網絡安全儲能系統對于美國海軍及海軍陸戰隊水面、水下、空中及岸基設施至關重要。 (船 信)

全球首臺“華龍一號”核反應堆壓力容器交付

由中國核工業集團公司委托，中國第一重型機械集團公司制造的全球首臺“華龍一號”——福清5號核反應堆壓力容器在中國一重大連核電石化公司完工交付，標志著我國已掌握國際三代核電先進技術，并擁有完整自主知識產權和核心制造能力。

據悉，“華龍一號”是我國核電“走出去”和推進“一帶一路”倡議的重要舉措。“華龍一號”核反應堆壓力容器作為核電裝備核心中的核心，其制造過程的每個環節要求都異常嚴格，工裝輔具、產品清潔、密封狀態等工序均需要高度精確。“華龍一號”核反應堆壓力容器的成功制造，也已成為我國核電技術先進性與成熟性有機統一、安全性與經濟性相互平衡的又一成熟樣本。 (中 新)

俄羅斯研發熱發射小型核電站

俄羅斯國家原子能集團公司所屬“光線”科學生產聯合公司研發出了新型熱發射小型核電站。該核電站具有安全可靠、可長期運行等特點，可用作獨立電源為偏遠地區的重要設施供電。

該核電站具有獨特的結構和能量轉化特點。其基于熱電子發射效應工作，采用熱發射能量轉換裝置將核裂變所產生的熱能直接轉化為電能。與傳統的核電站相比，其運行期間不產生氣態裂變產物，安全性更高；當退役拆除后，原址土地可完全復原。該核電站的最大功率為100kW，運行管理可實現自動化，操作人員僅需完成啟動、設定功率值和停機操作等指令，即可在穩定輸出功率狀態下長期運行，一次裝填核燃料的使用期限超過10年。

“光線”公司現已建立了該核電站技術的研發和試驗生產基地，可快速實現小批量生產。

(科技部)

我國成功完成加納微堆低濃化改造

8月29日17時15分，國外首座開展低濃化改造的微堆——加納微堆高濃鈾燃料安全、順利地從加納運抵中國核工業集團公司中國原子能科學研究院，標志著加納微堆低濃化改造項目圓滿完成。

微堆是微型中子源反應堆的簡稱。加納微堆是中國原子能科學研究院于1995年設計建成的一座高濃鈾微堆。原型微堆低濃化是在不改變堆芯尺寸的情況下，將高濃鈾組件換成低濃鈾組件，并滿足微堆應用需求的改造工作。改造后的原型微堆具備原微堆的所有功能，固有安全性能更好，燃料使用壽命更長。2014年，在國際原子能機構的協調下，由加納、我國和美國開始實施加納微堆低濃化改造，我國主要負責低濃鈾燃料、零功率實驗和技術支持等工作。

加納微堆是國外首座完成低濃化改造的微堆。該項工作的圓滿完成兌現了我國政府的莊嚴承諾，展示了中國負責任核大國的國際形象。通過開展微堆低濃化改造項目形成的“加納模式”——多國合作、技術引領、優勢互補的國際合作模式，也將為后續國外其它微堆低濃化改造提供技術支撐和寶貴經驗。 (網 綜)

我國制備出集成一體化摩擦-電磁混合發電機

受商業化電磁感應發電機結構的啟發，北京納米能源與系統研究所的研究人員制備出一種旋轉套筒式摩擦-電磁混合發電機，成功將摩擦納米發電機和電磁感應發電機高度集成在一起，可在不影響電磁感應發電機工作的前提下，利用摩擦納米發電機進一步收集轉動的機械能，從而實現了對機械能的高效收集。

據介紹，將摩擦納米發電機和電磁感應發電機相結合可彌補電磁感應發電機在低頻下收集能量的不足，而且具有進一步提高能量轉化效率的潛能。然而，如何解決摩擦納米發電機和電磁感應發電機之間的阻抗匹配問題并實現集成化，成為混合發電機研究的難點。

研究人員開發的集成一體化摩擦-電磁混合發電機在僅僅使用商業變壓器的條件下就實現了摩擦納米發電機和電磁感應發電機的阻抗匹配，大幅減少了能量在復雜管理電路上的損耗。實驗結果表明，摩擦納米發電機和電磁感應發電機在變壓器的作用下可以高效地結合在一起：在250rmp的轉速下，混合發電機的匹配內阻為8kΩ，輸出功率高達14mW。據悉，該旋轉套筒式摩擦-電磁混合發電機不僅可以收集環境中的風能、水能、轉動能等機械能，還可結合目前商業電磁感應發電機裝置提高低頻機械能的利用效率，具有很大的實用價值和巨大的商業化前景。 (納能所)

美國研發新結構提高太陽能電池的效率

受飛蛾眼睛的啟發，美國勞倫斯國家實驗室的研究人員研發出一種納米分層式結構。將其裝在太陽能板表面，可將被反射的光線減少至1%，從而提高太陽能電池的效率。

太陽能發電的能源來源于太陽光，光線在照射到地面的過程中受各種顆粒及太陽能板上灰塵的反射，30%以上的光線會被反射而無法利用。飛蛾眼睛的眼角膜表面有許多細小的納米級結構，長度、深度均僅有200nm左右，尺寸比可見光波長還短，因此，能夠減少光的反射。

測試結果表明，在一般情況下，太陽能電池光線的反射率高達38%；在太陽能電池表面安裝微米級的層狀結構后，反射率降至11%；在太陽能電池表面安裝納米陣列結構后，其反射率降至1%～2%。此外，研究人員還能通過組合不同種類的飛蛾眼睛構造，來滿足不同的需求。

據稱，該項技術還可應用于相機甚至望遠鏡等光學工具中，使相機在低光照條件下也能拍照。該技術適合量產，但目前僅能應用于硅材料的表面。研究人員將進一步研究將其應用于塑料及玻璃表面的方法，并測試太陽能電池的性能。 (KX.0908)

第二代“麻辣小龍蝦救援機器人”交付武警交通部隊

江蘇八達重工機械有限公司BAJY42LL型第二代“麻辣小龍蝦救援機器人”通過武警交通部隊組織的專家驗收，并完成了產品交付。隨后，這些救援機器人裝車發往四川綿陽武警交通部隊第三支隊，用于我國西部各地域的應急救援應戰儲備。

BDJY42型救援機器人是八達重工公司牽頭承擔的國家“十二五”科技支撐計劃“大型系列化救援機器人研制項目”中最小的，也是最精致、技術含量最高的一款液壓重載救援機器人產品。該產品于2005年提出產品功能研發概念，于2008年汶川大地震后，邀請了相關領域的近百名研究人員共同參與了該產品的關鍵課題攻關。該救援機器人產品代表了我國數字化液壓重載機器人技術的頂尖水平，其系統配置代表了世界先進水平。同時，針對武警交通部隊對該救援機器人的第二次訂購需求，八達重工公司按照武警交通部隊所提出的12項實質性功能增項和性能對其進行優化后，該機器人將更加適應武警交通部隊的應急救援需要，并逐步列裝軍隊其它兵種，對于提高國家應急救援實戰能力具有重要意義。 (八 達)

長春光機所永磁同步電機轉矩脈動抑制方法研究獲進展

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的研究人員在4m光學望遠鏡項目需求的牽引和支持下，提出了滑模控制和迭代學習控制相結合的魯棒迭代學習控制方法，抑制了電機轉矩脈動對控制系統轉速跟蹤性能的影響。與傳統算法相比較，該控制算法可使電機轉矩脈動降低33%。

在該控制系統中，迭代學習控制器對系統未知周期性擾動進行實時估計，以抑制系統的周期性轉矩脈動；滑模控制器對系統的內部參數攝動和外部負載擾動等非周期性擾動進行自適應估計和前饋補償，以增強系統的抗擾動性能。該魯棒迭代學習控制方法在實現對永磁同步電機轉矩脈動有效抑制的同時，還可保證系統的魯棒性和動態響應能力。

為了滿足大口徑望遠鏡低速、平穩跟蹤的需要，伺服控制系統的驅動單元需采用轉動慣量比高、功率密度高、可靠性高、調速范圍寬的永磁同步電機直接驅動。然而，齒槽轉矩、磁通諧波，以及電流檢測誤差等因素引起的轉矩脈動會引起電機轉速的波動，導致伺服控制系統跟蹤性能的下降。因此，研究永磁同步電機轉矩脈動的檢測與抑制方法對于提高大口徑望遠鏡伺服控制系統的跟蹤精度意義重大。該控制算法為4m大口徑望遠鏡的永磁同步驅動電機的低速、高精度控制提供了技術支撐。 (中科院)

南網科研院研發芯片級直流電場MEMS傳感器

南方電網科學研究院在特高壓工程技術（昆明）國家工程實驗室成功測試了自主研發的芯片級直流電場MEMS傳感器。這是國際上首次將微機電系統（MEMS）技術應用于直流輸電電場測量。該傳感器可廣泛應用于電力行業的設備精細化設計、在線監測、電磁環境評估，以及氣象部門的雷電觀測預警、電動汽車駕駛艙電場檢測、航空器等升空后大氣環境電場監測等領域。

與傳統的場磨型傳感器相比，MEMS傳感器尺寸小，重量輕（僅為場磨型傳感器的1‰），功耗低（僅有3mW），可減少畸變，從而大幅提高測試精度。該傳感器是南網科研院依托“基于MEMS和無線供能技術的集成直流合成電場傳感技術研究”項目研制成功的樣片。該樣片通過將靜電梳齒驅動和單層側壁式感應電極結構刻蝕在300μm厚的二氧化硅晶圓上，形成5mm×4mm×0.3mm的傳感器芯片，以此為核心與外圍電路共同封裝構成傳感器樣機。

該芯片級MEMS傳感器解決了傳統測量裝置精度低、可靠性差、不適用于狹窄空間測量等問題，市場前景廣闊，應用價值巨大。 (中 電)