世界2050年前有望全部使用可再生能源
根據(jù)一項(xiàng)對(duì)全球114位知名能源專家所作調(diào)查顯示,世界在2050年之前實(shí)現(xiàn)100%使用可再生能源是可行的。在聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的支持下,非政府組織“21世紀(jì)可再生能源政策網(wǎng)絡(luò)”日前在聯(lián)合國(guó)紐約總部發(fā)布了一份報(bào)告,題為《全球未來(lái)可再生能源報(bào)告:實(shí)現(xiàn)100%可再生能源的大辯論》。該組織發(fā)言人克里斯蒂娜·林斯表示,世界上越來(lái)越多的國(guó)家在向可再生能源轉(zhuǎn)型。其中,中國(guó)和美國(guó)在可再生能源和提高能源效率方面的投資增加最多。
林斯指出,目前在全球使用的能源中,化石燃料占80%,可再生能源占20%,要實(shí)現(xiàn)100%全部使用可再生能源還有很長(zhǎng)的路要走。但是,根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)對(duì)全球114名知名能源專家所作調(diào)查分析,其中超過(guò)70%的專家認(rèn)為,全球過(guò)渡到100%使用可再生能源是可行和現(xiàn)實(shí)的,歐洲和澳大利亞的專家對(duì)此表達(dá)了最強(qiáng)烈的支持。
專家們不約而同的一個(gè)共識(shí)是,可再生能源在未來(lái)將占主導(dǎo)地位。大型跨國(guó)公司越來(lái)越多地選擇可再生能源;許多公司、地區(qū)、島嶼和城市已經(jīng)制定了100%使用可再生能源的目標(biāo);近70%的專家預(yù)測(cè)可再生能源的成本將繼續(xù)下降,在10年內(nèi)其價(jià)格將低于所有化石燃料,目前在大多數(shù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織國(guó)家,風(fēng)能和太陽(yáng)能實(shí)際上已經(jīng)具有競(jìng)爭(zhēng)力;同時(shí),中國(guó)和丹麥的經(jīng)驗(yàn)表明,在能源消耗不增加的情況下促進(jìn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)是可行的。
報(bào)告也指出了一些挑戰(zhàn)。例如,在一些地區(qū),尤其是非洲、美國(guó)和日本,由于傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)的既得利益,專家們對(duì)在自己所在國(guó)家或地區(qū)到2050年是否能達(dá)到100%使用可再生能源持懷疑態(tài)度;同時(shí),大多數(shù)國(guó)家缺乏長(zhǎng)期的政策確定性以及在能源效率和可再生能源方面穩(wěn)定的投資環(huán)境。(經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào))
澳科學(xué)家用鈣鈦礦實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池高光電轉(zhuǎn)化率
澳大利亞國(guó)立大學(xué)近日宣布,該??茖W(xué)家首次實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率超過(guò)26%。這一成果可以使太陽(yáng)能發(fā)電成本大幅降低,太陽(yáng)能電池的應(yīng)用領(lǐng)域變得更加廣泛。
目前在太陽(yáng)能電池市場(chǎng)上,晶體硅電池占了90%,由于其成本相較于其他能源仍然偏高,全世界科學(xué)家一直在尋找更高效、經(jīng)濟(jì)的太陽(yáng)能電池材料。澳大利亞國(guó)立大學(xué)的科學(xué)家日前使用了一種復(fù)合材料——鈣鈦礦作為太陽(yáng)能電池材料,其晶體結(jié)構(gòu)有助于它更好地吸收光。參與此項(xiàng)研究的澳大利亞國(guó)立大學(xué)在讀博士吳頤良對(duì)新華社記者說(shuō),晶體硅太陽(yáng)能電池需要晶體硅有幾百微米的厚度,鈣鈦礦只需要幾百納米的厚度即可吸收所有的光,而且鈣鈦礦的材料損耗在制造過(guò)程中很少,所以它的制造成本很低。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的凱莉·卡奇普爾教授稱,晶體硅太陽(yáng)能電池有一定的效率極限,但是鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在吸光性能上要好很多,可以獲取更高的電壓。而光電轉(zhuǎn)化率超過(guò)26%,在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域?qū)儆诤芨叩霓D(zhuǎn)化率,因此鈣鈦礦作為太陽(yáng)能電池材料前景看好。(新華網(wǎng))
新裝置利用太陽(yáng)能從干燥空氣中“擠”出水
海綿里的水,擠一擠總是有的,但沙漠干燥空氣中,能“擠”出水嗎 《科學(xué)》雜志日前發(fā)表的一項(xiàng)成果表明,美國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新裝置,竟然從無(wú)所不在的空氣中“擠”出了水。
麻省理工學(xué)院和加州大學(xué)伯克利分校研究人員報(bào)告稱,他們研制出一種原型設(shè)備,只利用太陽(yáng)能,就可以從濕度低至20%的干燥空氣中制取出數(shù)升水。加州大學(xué)伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)利用金屬鋯與己二酸設(shè)計(jì)了一種名為“金屬有機(jī)框架”的細(xì)沙狀多孔材料,而麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)在新研制的吸水器中,將這種細(xì)沙狀多孔材料夾在一塊太陽(yáng)能吸收器與一塊冷凝板中間。設(shè)備工作時(shí),細(xì)沙狀多孔材料從空氣中吸附水蒸氣,太陽(yáng)能板負(fù)責(zé)加熱,促使水蒸氣釋放進(jìn)入冷凝板,在冷凝板上凝結(jié)成液態(tài)水,最后滴入用于收集水的容器中。研究人員說(shuō),在濕度為20%-30%的空氣中,每12h,1kg細(xì)沙狀多孔材料就能“擠”出2.8L水。但這種效率可能通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)得到提高。
據(jù)了解,現(xiàn)在還沒(méi)有其他方法在不需動(dòng)用額外電能的情況下,用有濕度的空氣制備水,即便是家用除濕機(jī)也不例外。研究負(fù)責(zé)人之一、加州大學(xué)伯克利分校的奧馬爾·亞吉在一份聲明中說(shuō):“我們希望制作一種急救工具,如果您身處沙漠,靠這種裝置就能有水活命?!保萍既?qǐng)?bào))
美大學(xué)研發(fā)“冷凍”鋰電池壽命延長(zhǎng)安全升級(jí)
美國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型冷凍方法,可以延長(zhǎng)鋰電池的壽命,提高安全性,電池還能夠彎曲。此項(xiàng)技術(shù)有可能應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦,使它們變得更加靈活。市面上大部分的可充電鋰電池中的液態(tài)電解質(zhì)是高度易燃的,容易引發(fā)安全隱患,比如三星GalaxyNote7之前的爆炸丑聞。因此,哥倫比亞大學(xué)傅氏基金工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員決定用固體電解質(zhì)取代液態(tài)電解質(zhì),使用冰模板來(lái)制造陶瓷固體電解質(zhì)的垂直對(duì)齊的柱結(jié)構(gòu)。陶瓷固體電解質(zhì)擁有更高的安全性和導(dǎo)電性。研究人員表示,這是首次采用冰模板法將不易燃無(wú)毒的柔性固體電解質(zhì)用于鋰電池中。未來(lái)采用該電池的智能手機(jī)或平板電腦可以做到彎曲。(新華網(wǎng))
香港中大成功研發(fā)新型電池 刷新能量密度紀(jì)錄
香港中文大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)化工程學(xué)系最近研發(fā)了一種高能量新型鋅-碘溴液流電池,能量密度達(dá)每升101Wh,刷新了目前水系液流電池能量密度的紀(jì)錄。研究團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)這種電池可在5~8年內(nèi)應(yīng)用于電動(dòng)汽車市場(chǎng)。
機(jī)械與自動(dòng)化工程學(xué)系助理教授盧怡君介紹了該研究的原理和優(yōu)點(diǎn),并進(jìn)行了示范。盧怡君介紹,水系液流電池是兩種電解液通過(guò)離子交換產(chǎn)生電能,具有安全、環(huán)保、系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的特點(diǎn),是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛢?chǔ)能系統(tǒng)。盧怡君說(shuō),鋅-碘溴液流電池以高溶解度的碘化鋅作為主要的活性電解液原料,碘離子和鋅分別作為正極與負(fù)極的電化學(xué)活性物質(zhì)。該電池中含有一些游離的碘二離子,在充電時(shí),碘離子為穩(wěn)定碘二離子,與其結(jié)合成為碘三負(fù)離子,使鋅-碘溴液流電池的循環(huán)性保持穩(wěn)定。然而,那些充當(dāng)穩(wěn)定劑而失去自由的碘離子在提升電池容量方面的功能被白白浪費(fèi)。
基于此,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在碘溶液中添加溴離子可用來(lái)充當(dāng)?shù)怆x子的“替身”。溴離子與碘二離子結(jié)合成為碘溴離子,同樣可發(fā)揮穩(wěn)定循環(huán)性的作用,而被釋放的碘離子則可增加電池容量。在添加碘離子后,電池能量密度被提升至高達(dá)每升101Wh,與未添加溴離子前相比,電池容量增加了至少20%。盧怡君表示,這種新型儲(chǔ)能系統(tǒng)具有能量密度高和循環(huán)性能兼?zhèn)涞奶攸c(diǎn),預(yù)計(jì)在5~8年內(nèi)可應(yīng)用于日益龐大的電動(dòng)汽車市場(chǎng)?!半妱?dòng)汽車如果應(yīng)用了這種電池,可大幅降低價(jià)格,行駛里程也更長(zhǎng)。同時(shí),這種電池更安全,不怕普通的碰撞,對(duì)電動(dòng)汽車的安全性很有好處?!北R怡君說(shuō)。
據(jù)悉,該項(xiàng)研究是香港中大5年研究計(jì)劃“智能化太陽(yáng)能技術(shù):采集、存儲(chǔ)和應(yīng)用”的一部分,由30多位來(lái)自香港中文大學(xué)、香港理工大學(xué)、香港科技大學(xué)及香港大學(xué)學(xué)者共同合作,以提升太陽(yáng)能發(fā)電的效能。團(tuán)隊(duì)自2014年起獲香港特區(qū)政府研究資助局主題研究計(jì)劃資助6 033萬(wàn)港元。(新華網(wǎng))
光伏產(chǎn)業(yè)成中越產(chǎn)能合作新亮點(diǎn)
隨著“一帶一路”建設(shè)與越南“兩廊一圈”規(guī)劃不斷深入對(duì)接,越南北江省發(fā)展模式正悄然發(fā)生著變化,光伏產(chǎn)業(yè)不僅逐漸成為這個(gè)農(nóng)業(yè)大省發(fā)展的新動(dòng)力,而且也成為了“一帶一路”和“兩廊一圈”合作的新亮點(diǎn)。2017年1月份,中國(guó)光伏企業(yè)天合光能控股的太陽(yáng)能電池組件工廠在越南北江省云中工業(yè)園舉行了開(kāi)業(yè)典禮。這標(biāo)志著其憑借單體設(shè)計(jì)1GW的總產(chǎn)能,成為目前越南國(guó)內(nèi)最大規(guī)模的電池制造商。晶澳、天合光能等越來(lái)越多耳熟能詳?shù)闹袊?guó)光伏企業(yè)將這里作為在“一帶一路”沿線“走出去”的重要目的地。
天合光能在越南的項(xiàng)目總投資達(dá)1億美元,配備14條業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的電池生產(chǎn)線,可以生產(chǎn)多種單、多晶電池片,主要用于滿足歐美市場(chǎng)需求。截至目前,已為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造近900個(gè)就業(yè)崗位。公司越南籍員工閔氏羅告訴記者,公司不分國(guó)籍和地域,只要有技術(shù),都能獲得相應(yīng)機(jī)會(huì)??粗辛酥性浇?jīng)貿(mào)合作的廣闊未來(lái)以及公司良好的薪資待遇,她打算在天合光能長(zhǎng)期工作下去。天合光能在越南的合作伙伴越南光伏科技有限公司見(jiàn)證了中越產(chǎn)能合作的不斷發(fā)展。這家由中國(guó)民營(yíng)企業(yè)投資成立的公司從2014年投產(chǎn)時(shí)的200MW產(chǎn)能發(fā)展到目前滿負(fù)荷產(chǎn)能3.2GW,整整擴(kuò)大了15倍。員工也從160多人發(fā)展到目前的4 000人左右。公司總經(jīng)理?xiàng)钣轮菍?duì)未來(lái)充滿了信心。他相信“一帶一路”和“兩廊一圈”的對(duì)接將會(huì)帶來(lái)更多資源和政策,他的目標(biāo)是將越南打造成新的光伏產(chǎn)業(yè)集群中心——通過(guò)進(jìn)一步整合光伏上下游產(chǎn)業(yè),將更多光伏配套公司帶進(jìn)越南,從而實(shí)現(xiàn)從配件到產(chǎn)品完全本地化生產(chǎn)。
中國(guó)駐越南大使館經(jīng)濟(jì)商務(wù)參贊胡鎖錦強(qiáng)調(diào),2016年中越關(guān)系發(fā)展順利,雙邊經(jīng)貿(mào)合作邁上了新臺(tái)階,越南成為東盟國(guó)家中我國(guó)第1大貿(mào)易伙伴。期待在越中資企業(yè)積極打造中越制造業(yè)和產(chǎn)能合作的優(yōu)質(zhì)平臺(tái)。(經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào))
我國(guó)科學(xué)家研發(fā)“全天候”發(fā)電的太陽(yáng)能電池
山東和云南的科學(xué)家研發(fā)了一種“全天候”發(fā)電的太陽(yáng)能電池。納米研究領(lǐng)域的知名期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)·納米》和《納米能源》雜志近日刊登文章,報(bào)道了中國(guó)海洋大學(xué)唐群委教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合云南師范大學(xué)楊培志教授團(tuán)隊(duì)的這一研發(fā)成果。唐群委告訴記者,“全天候”太陽(yáng)能電池的工作原理是:當(dāng)太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池時(shí),并不是所有的太陽(yáng)能都能被電池所吸收并轉(zhuǎn)換為電能,只有部分可見(jiàn)光被有效轉(zhuǎn)換為電能。為此,他們?cè)陔姵刂幸胍环N關(guān)鍵材料。在白天太陽(yáng)光照時(shí),這一太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率略有提高,同時(shí)還能把未被吸收的可見(jiàn)光和近紅外光的能量?jī)?chǔ)存在這種材料中,并在夜晚以單色可見(jiàn)光釋放。此時(shí),單色可見(jiàn)光又被光吸收劑吸收并轉(zhuǎn)換為電能,從而實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能電池在白天和夜晚都可以發(fā)電。
他說(shuō),優(yōu)化的全天候太陽(yáng)能電池太陽(yáng)光照時(shí)的光電轉(zhuǎn)換效率為10%,在夜晚的光電轉(zhuǎn)換效率為25%以上。同時(shí),這一類太陽(yáng)能電池在夜晚的發(fā)電時(shí)間可以持續(xù)數(shù)小時(shí)。這一研究有助于延長(zhǎng)太陽(yáng)能電池的發(fā)電時(shí)間,有望實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)段、任何天氣下發(fā)電。有關(guān)成果已在國(guó)內(nèi)申請(qǐng)了發(fā)明專利。這一成果已引起國(guó)際關(guān)注。另一知名化學(xué)期刊《歐洲化學(xué)雜志》近期邀請(qǐng)?zhí)迫何瘓F(tuán)隊(duì)撰寫(xiě)文章。這篇題為《全天候太陽(yáng)能電池:正在崛起的光伏革命》的文章已發(fā)表。作為新能源的重要組成部分,太陽(yáng)能一直是清潔能源研究的熱門(mén)領(lǐng)域。2016年,唐群委和楊培志團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種石墨烯材料首次使得太陽(yáng)能電池雨天發(fā)電成為可能,并在德國(guó)《應(yīng)用化學(xué)》期刊發(fā)表論文《一種既可在陽(yáng)光下也可在雨水下發(fā)電的太陽(yáng)能電池》。(新華網(wǎng))
車用動(dòng)力電池?zé)岚踩芯咳〉秒A段性進(jìn)展
動(dòng)力電池?zé)岚踩珕?wèn)題是影響電動(dòng)汽車行駛安全的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”專項(xiàng)2016年度立項(xiàng)項(xiàng)目“高比能量動(dòng)力鋰離子電池開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)”的實(shí)施中,研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)高比能量鋰離子動(dòng)力電池?zé)岚踩珯C(jī)理和安全設(shè)計(jì)開(kāi)展了深入研究,目前取得了階段性進(jìn)展。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)圍繞鋰離子電池在充放電過(guò)程中的產(chǎn)熱過(guò)程、各成分的熱穩(wěn)定性,以1Ah鋰離子電池單體為研究對(duì)象,通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得表觀導(dǎo)熱系數(shù)、各向異性導(dǎo)熱系數(shù)、恒壓比熱容、溫度系數(shù)及室溫內(nèi)阻,從而計(jì)算出生熱速率。定性分析了電池在100%電量和0%電量?jī)蓚€(gè)狀態(tài)下正負(fù)極材料的熱穩(wěn)定性以及電解液對(duì)其熱穩(wěn)定性的影響。在電池的熱失控部分采用加速量熱方法對(duì)100%電量的軟包鋰離子電池進(jìn)行熱失控實(shí)驗(yàn),確定了電池的熱失控起始溫度、最高溫度以及自升溫速率。相關(guān)研究成果和試驗(yàn)結(jié)果為動(dòng)力電池的熱安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)圍繞熱固性聚合物材料和正溫度系數(shù)熱敏材料(PTC材料)在電池單體中的應(yīng)用工藝與技術(shù),結(jié)合理化分析測(cè)試、電化學(xué)測(cè)試、電性能測(cè)試和電池安全性能測(cè)試等手段,研究了熱固性聚合物材料在電池中的應(yīng)用工藝,達(dá)到了優(yōu)化應(yīng)用工藝流程的目的;研究了正溫度系數(shù)熱敏材料(PTC材料)的修飾液濃度、修飾方式和涂層厚度對(duì)電池電性能和安全性能的影響,進(jìn)而優(yōu)化PTC材料的應(yīng)用工藝和技術(shù)。目前,項(xiàng)目研究成果為熱固性聚合物材料和PTC材料在電池單體中的應(yīng)用提供了工藝和技術(shù)指導(dǎo),解決了熱固性聚合物材料和PTC材料在電池單體中應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),為解決電池單體的熱失控問(wèn)題奠定了良好的基礎(chǔ)。(科技部)
陶瓷納米纖維:鋪就鋰離子電池傳導(dǎo)高速路
上??萍即髮W(xué)助理教授劉巍近日接受采訪時(shí)表示,他們用有序排列的陶瓷納米纖維顯著提高了鋰離子電池安全性和穩(wěn)定性,為高性能全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國(guó)際頂尖雜志《自然·能源》上。
劉巍告訴記者,傳統(tǒng)的鋰離子電池使用的是易揮發(fā)、易燃、易爆的有機(jī)液態(tài)電解液,電池使用過(guò)熱或不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生電池爆炸的安全隱患。而用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鋰離子電池,能量密度、熱穩(wěn)定性、使用壽命以及安全性都有了大幅度提升,且在柔性電子設(shè)備、汽車動(dòng)力電池以及電網(wǎng)儲(chǔ)能電池等方面均有顯著優(yōu)勢(shì)。然而,相比于液態(tài)電解質(zhì),固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率較低,限制了全固態(tài)鋰離子電池商業(yè)化的應(yīng)用。她和斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授崔屹等合作研究發(fā)現(xiàn),將陶瓷納米纖維摻入固體聚合物電解質(zhì)是提高其電導(dǎo)率的有效方法。納米纖維的表面是鋰離子快速傳導(dǎo)的通道,表面導(dǎo)電率可以和液體電解質(zhì)相媲美。同隨機(jī)分散排列的納米纖維相比,有序排列的納米纖維可以進(jìn)一步將固體聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率提高10倍。原因在于,取向排列的納米纖維避免了無(wú)規(guī)則納米纖維交叉產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn),從而鋰離子可以無(wú)阻礙的在兩個(gè)電極之間傳導(dǎo)。此外,摻入陶瓷納米纖維后,固體聚合物的化學(xué)穩(wěn)定性也獲得大幅提高。(科技日?qǐng)?bào))
我國(guó)全海深固態(tài)鋰電池完成萬(wàn)米海試
中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所發(fā)布消息稱,該所開(kāi)發(fā)的固態(tài)電池系統(tǒng)隨中科院深海所深淵科考隊(duì)遠(yuǎn)赴馬里亞納海溝,為“萬(wàn)泉”號(hào)著陸器控制系統(tǒng)及CCD傳感器提供能源,累計(jì)完成9次下潛,深度均大于7 000m,其中6次超過(guò)10 000m,最大工作水深10 901m,累計(jì)水下工作時(shí)間134h,最大連續(xù)作業(yè)時(shí)間達(dá)20h,順利完成萬(wàn)米全深海示范應(yīng)用,這標(biāo)志著中國(guó)成為繼日本之后世界上第2個(gè)成功應(yīng)用全海深鋰二次電池動(dòng)力系統(tǒng)的國(guó)家,中科院“陸海融合”突破全海深電源技術(shù)瓶頸,掌握全海深電源系統(tǒng)的核心技術(shù)。
中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所國(guó)家杰出青年基金獲得者崔光磊為首的研發(fā)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持源頭創(chuàng)新,針對(duì)傳統(tǒng)聚環(huán)氧乙烷(PEO)室溫離子導(dǎo)電率較低、電位窗口窄的瓶頸問(wèn)題,從電解質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與離子電導(dǎo)率的構(gòu)效關(guān)系出發(fā),深入研究了離子傳輸機(jī)理與壓力耦合的多尺度科學(xué)問(wèn)題,創(chuàng)新發(fā)展了綜合性能優(yōu)異的“剛?cè)岵?jì)”的復(fù)合聚合物固態(tài)電解質(zhì);同時(shí)系統(tǒng)分析固態(tài)鋰電池?zé)?電-應(yīng)力多物理場(chǎng)耦合因素,發(fā)展固態(tài)電池跨尺度關(guān)聯(lián)理論;在源頭創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了金屬鋰界面修飾技術(shù)和界面原位修復(fù)技術(shù);在中科院深??茖W(xué)與工程研究所的大力支持下,“陸”“?!睆?qiáng)強(qiáng)聯(lián)合攻克全海深固態(tài)鋰電池模塊、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵工程技術(shù)問(wèn)題,研制出全海深高能量密度高安全固態(tài)鋰電池動(dòng)力系統(tǒng)。
該系統(tǒng)具有高安全、長(zhǎng)續(xù)航、全海深等特點(diǎn),是長(zhǎng)續(xù)航深潛器的理想動(dòng)力。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的第一代大容量固態(tài)聚合物鋰二次電池(青能-Ⅰ)以三元材料和金屬鋰為正負(fù)極,經(jīng)第三方權(quán)威檢測(cè)能量密度超過(guò)250Wh/kg,500次循環(huán)容量保持80%以上,在多次針刺和擠壓等苛刻測(cè)試條件下保持非常好的安全性能。截至目前,青島能源所崔光磊團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的固態(tài)鋰二次電池(青能-Ⅱ)的技術(shù)獲得突破,能量密度已高達(dá)300Wh/kg,是商品化鋰離子動(dòng)力電池的2倍,銀鋅電池的5倍。(新華網(wǎng))
人工光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為燃料
美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),人工觸發(fā)合成材料中的光合作用,可以將溫室氣體的主要成分CO2轉(zhuǎn)化為清潔空氣,同時(shí)產(chǎn)生能量,具有改善空氣質(zhì)量和創(chuàng)造清潔能源的巨大潛力。這一成果發(fā)表在最近一期的《材料化學(xué)學(xué)報(bào)》上。這項(xiàng)突破意義重大。費(fèi)爾南多·尤里布-羅莫教授說(shuō):“從科學(xué)角度看,制造出能夠吸收特定顏色光的材料本身非常困難,而從社會(huì)角度看,我們正好需要發(fā)展能幫助減少溫室氣體的實(shí)用技術(shù)。”尤里布-羅莫和他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)的方法,被稱為金屬有機(jī)骨架(MOF),能模擬植物光合作用,分解CO2的同時(shí),生成提供能源的太陽(yáng)能燃料。多年來(lái),科學(xué)家一直在追求將可見(jiàn)光進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法。雖然紫外線具有足夠的能量,允許二氧化鈦等普通材料中產(chǎn)生類似反應(yīng),但紫外線僅占可接收太陽(yáng)光的4%,而紫色到紅色波長(zhǎng)的可見(jiàn)光占了大部分,卻很少有材料可以“拾取”這些能量較低的光。研究人員已經(jīng)嘗試了各種材料,但可以吸收可見(jiàn)光的材料往往是稀有昂貴材料,如鉑、錸和銥等,使得工藝成本極高。
尤里布-羅莫團(tuán)隊(duì)使用一種常見(jiàn)的無(wú)毒金屬鈦,添加有機(jī)分子后作為光的接收天線,由藍(lán)色LED光反應(yīng)器組成的發(fā)光藍(lán)色圓筒,模仿太陽(yáng)的藍(lán)色波長(zhǎng),CO2緩慢加入到圓筒中,慢慢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后,被還原成2種形式的碳——太陽(yáng)能燃料甲酸和甲酰胺,同時(shí),圓筒內(nèi)的空氣得到凈化?,F(xiàn)在,團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是繼續(xù)調(diào)整該方法,觀察其他可見(jiàn)光波長(zhǎng)是否也能被觸發(fā)與合成材料的化學(xué)反應(yīng)?!叭艨尚?,這個(gè)過(guò)程可能是減少溫室氣體的重要途徑,并催生新的技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施”,尤里布-羅莫舉例,如建立能夠捕獲大量CO2的電廠,或?qū)⑦@種材料制成可以清潔空氣并提供家用能源的屋頂。(科技日?qǐng)?bào))