能源與環(huán)保

能源與環(huán)保

美國新型3D太陽能電池將進(jìn)行太空測(cè)試

美國佐治亞理工學(xué)院的研究人員開發(fā)的新型三維（3D）太陽能電池已發(fā)射至國際空間站，即將進(jìn)行首次太空測(cè)試。

據(jù)悉，該新型3D太陽能電池包含4種18個(gè)光伏組件，即基于傳統(tǒng)碲化鎘的3D電池、基于銅-鋅-錫-硫（CZTS）材料的3D電池、傳統(tǒng)平面太陽能電池，以及基于CZTS的平面太陽能電池。該新型3D太陽能電池采用涂覆有光吸收劑的微型碳納米管制造，能夠從任意角度捕獲太陽光，無需對(duì)光裝置。其已于7月18日送至國際空間站，將安裝在國際空間站的外側(cè)，研究電池的性能及其承受國際空間站外嚴(yán)酷太空環(huán)境的能力。例如，研究人員將測(cè)試該新型3D太陽能電池的捕光性能，以及溫度等太空環(huán)境因素對(duì)太陽能電池性能的影響。此外，研究人員還將對(duì)新型低成本CZTS太陽能電池光吸收劑進(jìn)行研究。（光伏）

日本將開發(fā)光伏安全技術(shù)及電池板再利用技術(shù)

日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）將在光伏發(fā)電相關(guān)項(xiàng)目中新增5項(xiàng)開發(fā)課題，計(jì)劃于2016～2018年度實(shí)施。所開發(fā)的技術(shù)將有助于提高大量導(dǎo)入光伏發(fā)電時(shí)的長(zhǎng)期可靠性，有利于構(gòu)建可持續(xù)性、循環(huán)性經(jīng)濟(jì)體系。

其中，“光伏發(fā)電設(shè)備的安全化相關(guān)實(shí)證試驗(yàn)及研究”、“在考慮抗風(fēng)安全性及水災(zāi)時(shí)防觸電的基礎(chǔ)上開發(fā)合理的設(shè)計(jì)方法”、“光伏發(fā)電系統(tǒng)受災(zāi)情況的掌握及防火災(zāi)觸電技術(shù)的開發(fā)”等3項(xiàng)“保障設(shè)計(jì)與維護(hù)管理安全”方面的課題將通過對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、電氣安全性進(jìn)行調(diào)查、研究和實(shí)證實(shí)驗(yàn)，編制用于保障安全的設(shè)計(jì)指南。特別是，“在考慮抗風(fēng)安全性及水災(zāi)時(shí)防觸電的基礎(chǔ)上開發(fā)合理的設(shè)計(jì)方法”課題將對(duì)地樁基礎(chǔ)的支撐力及架臺(tái)的抗風(fēng)壓性能進(jìn)行研究，并編制設(shè)計(jì)指南及安全手冊(cè)。

“現(xiàn)場(chǎng)再利用模塊分類技術(shù)的開發(fā)”、“廢舊太陽能電池模塊低成本修復(fù)技術(shù)的開發(fā)”等2項(xiàng)“廢舊太陽能電池板再利用技術(shù)”方面的課題將開發(fā)廢舊太陽能電池板低成本再利用處理技術(shù)，以及廢舊發(fā)電系統(tǒng)回收、運(yùn)輸、分類、修復(fù)等技術(shù)。其中，“現(xiàn)場(chǎng)再利用模塊分類技術(shù)的開發(fā)”課題將開發(fā)可在分解太陽能電池板現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速高精度分類的技術(shù)，以及簡(jiǎn)便的電氣安全性判定技術(shù)等，并將配備到名為“移動(dòng)式PV實(shí)驗(yàn)室”的卡車上，可在分解現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電池板進(jìn)行分類，有助于降低電池板的運(yùn)輸和包裝成本，縮短分類所需時(shí)間。（W.RJ）

淄博國利新電源科技有限公司在國內(nèi)首創(chuàng)的稀土新電源——電容型鎳氫動(dòng)力電池在純電動(dòng)公交車領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)現(xiàn)重大突破，百余輛公交車已安全運(yùn)行上萬千米，為引領(lǐng)純電動(dòng)車快速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，為我國大面積推廣電容型鎳氫動(dòng)力電池純電動(dòng)車奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

電容型鎳氫動(dòng)力電池在純電動(dòng)公交車上的應(yīng)用獲突破

該電容型鎳氫動(dòng)力電池采用稀土新材料，通過工藝和設(shè)備創(chuàng)新，以非對(duì)稱的結(jié)合方式，集鎳氫動(dòng)力電池和超級(jí)電容器優(yōu)勢(shì)于一身，成功破解了原純電動(dòng)公交車動(dòng)力電池存在的壽命短、安全性差、穩(wěn)定性低、溫差影響大、不能快速充電等技術(shù)瓶頸，結(jié)束了長(zhǎng)期困擾我國北方冬季純電動(dòng)公交車因寒冷無法正常運(yùn)行的狀況。第三方檢測(cè)結(jié)果顯示，該電池在擠壓、針刺、短路、加熱、振動(dòng)等情況下，不會(huì)燃燒和爆炸，安全可靠，充放電3000次容量?jī)H衰減2%。首次配載該電池上線的首輛12m純電動(dòng)公交車已歷經(jīng)冬天最低氣溫-23℃、夏天最高溫度42℃、連續(xù)5個(gè)寒暑的考驗(yàn)，安全運(yùn)行21萬千米，目前電池充放電效率仍在94%以上。

此外，該公司還研究出了“慢充快補(bǔ)”直接充電模式，可滿足公交車每天5個(gè)往返、總里程200km的用電需求。（W.KJ）

美國研制出可自毀的新型瞬態(tài)電池

美國愛荷華州立大學(xué)的研究人員研制出一種能夠自毀的新型實(shí)用瞬態(tài)電池，在熱或液體的作用下能夠溶解，其自毀速度在原有基礎(chǔ)上獲得了大幅提升，這一突破使研發(fā)自毀型電子器件成為可能。

該新型瞬態(tài)電池是一種鋰離子電池，通過將電子元器件印制在單層可降解高分子復(fù)合材料上制成，長(zhǎng)5mm，寬6mm，厚1mm，由陽極、陰極、電解質(zhì)隔膜，以及以聚乙烯醇為基體的聚合物外殼等組成，類似于普通的商業(yè)電池。其可提供2.5V的電壓，能夠驅(qū)動(dòng)一個(gè)桌面計(jì)算器運(yùn)行15min。將其投入水中，其聚合物外殼就會(huì)膨脹，電極將會(huì)破裂，從而發(fā)生溶解，整個(gè)過程約需30min。但該新型瞬態(tài)電池并不能完全消失，其中的納米顆粒不會(huì)溶解，會(huì)隨著電極的破裂分散開來。

據(jù)悉，目前已經(jīng)研發(fā)的瞬態(tài)電池在供電能力、穩(wěn)定性和存儲(chǔ)時(shí)間等方面存在不足，自毀速度也很慢。該新型瞬態(tài)電池的電壓是其它瞬態(tài)電池的2倍多，自毀速度比此前的自毀型電池快近1000倍。該新型瞬態(tài)電池可用于軍事保密領(lǐng)域，也可用于環(huán)境監(jiān)控裝置，還有望應(yīng)用于解決電子產(chǎn)品垃圾處理問題。這是世界上首次獲得的具有實(shí)用意義的瞬態(tài)電池。研究人員稱，該新型瞬態(tài)電池仍面臨著電壓低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等難題，更大尺寸的電池能夠提供更多電量，但自毀時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)，可采用多個(gè)小電池組合的方式獲得更多的電量。（中新）

我國開發(fā)核電站“神經(jīng)中樞”獲國際通行證

由中國廣核集團(tuán)有限公司旗下北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司開發(fā)的擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核級(jí)數(shù)字化儀控系統(tǒng)（DCS）——和睦系統(tǒng)已收到國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）簽發(fā)的獨(dú)立工程審評(píng)（IERICS）報(bào)告，標(biāo)志著我國自主制造的核電站“神經(jīng)中樞”獲得了國際市場(chǎng)通行證。

核級(jí)DCS是核電站的“神經(jīng)中樞”，控制著核電站260多個(gè)系統(tǒng)、近萬臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行和各類工況處理過程，關(guān)系核電安全，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)、研發(fā)投入大、鑒定要求高，長(zhǎng)期以來被少數(shù)發(fā)達(dá)國家所壟斷。中廣核于2007年正式啟動(dòng)核級(jí)DCS系統(tǒng)的研發(fā)；2010年10月，發(fā)布了核級(jí)DCS產(chǎn)品——和睦系統(tǒng)；2011～2015年，和睦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用。至此，我國成為繼美國、法國、日本之后，第四個(gè)掌握核級(jí)DCS技術(shù)的國家。目前，和睦系統(tǒng)已應(yīng)用于國內(nèi)多個(gè)在役核電機(jī)組的改造和新核電機(jī)組的建設(shè)中，如陽江核電站5、6號(hào)機(jī)組等，實(shí)現(xiàn)了從二代核電到四代核電的應(yīng)用覆蓋。據(jù)測(cè)算，與國外同類產(chǎn)品相比，和睦系統(tǒng)在技術(shù)水平相當(dāng)?shù)那闆r下，可使每臺(tái)核電機(jī)組的工程造價(jià)降低約3億元。（KJ.0715）

由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所開發(fā)的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“高比能量、大容量鋰硫二次電池及電池組”在北京通過了由中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定。該項(xiàng)目技術(shù)總體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中，能量密度達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

最近，研究人員又在鋰硫電池的實(shí)用化方面取得了重要進(jìn)展，研制出了我國首套擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的12kWh鋰硫電池—光伏電池聯(lián)合示范系統(tǒng)，并成功投入運(yùn)行，為實(shí)現(xiàn)鋰硫電池在儲(chǔ)能電站、車用動(dòng)力電源等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

我國鋰硫電池自主研制及實(shí)用化獲進(jìn)展

研究人員攻克了一系列鋰硫電池工程技術(shù)難題，研制出了高性能電池關(guān)鍵材料和關(guān)鍵部件，開發(fā)出了大容量鋰硫電池及電池組技術(shù)。第三方檢測(cè)報(bào)告顯示，該研究所研制的35Ah電池的比能量達(dá)到566Wh/kg（25℃測(cè)量），39Ah電池的比能量達(dá)到616Wh/kg（50℃測(cè)量），1kWh鋰硫電池組的比能量達(dá)到332Wh/kg，是迄今世界上比能量最高的鋰硫電池和電池組。同時(shí)，該研究所研制的大容量鋰硫電池已通過了采用電動(dòng)汽車動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)的第三方安全性能測(cè)試。（經(jīng)濟(jì)）

蘭州化物所新型超級(jí)電容器構(gòu)筑取得系列進(jìn)展

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所的研究人員構(gòu)筑了一系列高性能新型超級(jí)電容器，包括非對(duì)稱微型電容器和高溫柔性電容器等，并以形狀記憶合金作為集流體，構(gòu)筑了表帶狀智能超級(jí)電容器。

研究人員通過電化學(xué)沉積方法在叉指金電極上制備了以石墨烯量子點(diǎn)為負(fù)極、MnO2為正極的非對(duì)稱全固態(tài)微型超級(jí)電容器，通過優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)組分實(shí)現(xiàn)了器件的高掃速（2000V/s）和小弛豫時(shí)間常數(shù)（τ0=206.9ms）。以導(dǎo)電炭布作為集流體，利用γ-FeOOH在特定離子液體中具有優(yōu)異的贗電容行為和離子液體凝膠電解質(zhì)本身熱穩(wěn)定性好、不可燃、化學(xué)惰性和寬電壓窗口等特點(diǎn)，研究人員構(gòu)筑了多孔炭//γ-FeOOH非對(duì)稱全固態(tài)柔性超級(jí)電容器。測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)境溫度升高至200℃時(shí)，該器件的體積能量密度可達(dá)1.44mWh/cm3；180℃彎折測(cè)試結(jié)果表明，該器件具有穩(wěn)定的電化學(xué)儲(chǔ)能特性。

此外，研究人員還提出了一種將表帶與儲(chǔ)能器件集成為一體的策略，設(shè)計(jì)并制備了表帶型智能柔性超級(jí)電容器。研究人員以石墨烯涂布的鈦鎳合金片為負(fù)極，采用兩步電化學(xué)沉積方法制備的柔性自支撐MnO2/Ni薄片為正極，分別使用水系和離子液體凝膠電解質(zhì)作為電解質(zhì)隔膜，組裝得到了固態(tài)柔性超級(jí)電容器。彎曲測(cè)試結(jié)果表明，該器件具有優(yōu)異的機(jī)械和電化學(xué)穩(wěn)定性。由于以鈦鎳合金作為集流體，該器件具有形狀記憶能力，將其與電子表組合在一起，不僅能夠?yàn)槭直硖峁┠芰浚€能在接觸人體時(shí)自動(dòng)“戴”在手腕上。此外，即使表帶直接接觸皮膚，其優(yōu)異的生物相容性也不會(huì)對(duì)人體造成傷害。（科苑）

歐洲研究發(fā)現(xiàn)高效能太陽能電池材料

英國劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)，以及荷蘭物質(zhì)基礎(chǔ)研究所的研究人員最新研究發(fā)現(xiàn)了一組可以循環(huán)光粒子的混合鉛鹵化物鈣鈦礦材料，開啟了最大化太陽能電池效率之門，將進(jìn)一步推進(jìn)新一代高效能太陽能電池的低成本化。

混合鉛鹵化物鈣鈦礦是一種特殊的合成材料，對(duì)太陽能領(lǐng)域的發(fā)展具有重要影響，研究人員目前已對(duì)其進(jìn)行了大量的研究，一旦能夠便宜又簡(jiǎn)單地制造這種材料，鈣鈦礦太陽能電池有望達(dá)到目前晶硅太陽能電池的能源效率。采用這種混合鉛鹵化物鈣鈦礦材料制成的太陽能電池通過吸收太陽光子充電，而當(dāng)電荷重組時(shí)，其又能產(chǎn)生光子，這些再生的光子還可再次被吸收，即光子循環(huán)過程。光子循環(huán)過程能夠相對(duì)容易地使電池突破太陽能電池板的能源效率極限。

據(jù)稱，這種混合鉛鹵化物鈣鈦礦材料不僅可用于研發(fā)太陽能電池，還可用于LED的研發(fā)。

（科技部）

由天津大學(xué)、哈爾濱遠(yuǎn)方新能源汽車動(dòng)力電池有限責(zé)任公司、黑龍江遠(yuǎn)方新能源科技開發(fā)有限公司共同完成的方形軟包裝5Ah磷酸釩鋰/石墨鋰離子電池制備技術(shù)和科技成果在北京通過鑒定。與目前使用的常規(guī)電池相比，該電池容量大、安全性好、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，尤其是在低溫條件下性能優(yōu)良。

我國企業(yè)開發(fā)出高穩(wěn)定磷酸釩鋰電池

該電池采用安全性能高、壽命長(zhǎng)的磷酸釩鋰作為正極材料。在模仿極端撞擊的針刺短路試驗(yàn)中，該電池沒有爆炸或燃燒，僅排放出電解液受熱后汽化造成的輕微白煙，試驗(yàn)后電池保持完整，顯示出優(yōu)良的安全性。此外，檢測(cè)結(jié)果表明，該電池在-30℃下，放電量高達(dá)荷電量的81%，是目前同類產(chǎn)品中低溫性能最好的鋰離子電池；在55℃條件下，其放電量高達(dá)荷電量的93%，高溫放電性能優(yōu)異。

據(jù)悉，該電池相關(guān)技術(shù)已獲得國家授權(quán)發(fā)明專利5項(xiàng)，特別適合在我國北方寒冷地區(qū)冬季戶外各類化學(xué)電源中使用，目前已在冷庫倉儲(chǔ)搬運(yùn)車上得到初步應(yīng)用。（KJ.0716）