能源與環(huán)保

能源與環(huán)保

大連化物所焦爐煙氣脫硝技術(shù)持續(xù)在焦化行業(yè)推廣應(yīng)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(shù)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(diào)試并投入運行。

據(jù)悉，該研究所針對焦爐煙氣特點開發(fā)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(yè)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(nèi)運行平穩(wěn)，對焦爐氮氧化物的減排及達標排放發(fā)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(yè)煙氣脫硝治理中起到了示范作用。

2017年，該研究所研發(fā)的脫硝技術(shù)在焦化行業(yè)得到推廣應(yīng)用。截至目前，已有8套采用該研究所技術(shù)的焦爐煙氣脫硝裝置投產(chǎn)，另有3套裝置處于設(shè)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(fā)中心暨國家能源大規(guī)模物理儲能技術(shù)研發(fā)中心設(shè)計建設(shè)的我國首臺2MW級中低溫蓄冷實驗平臺在貴州省畢節(jié)市完成調(diào)試，各項性能均達到或超過設(shè)計指標。

中低溫蓄冷裝置是建筑系統(tǒng)、分布式能源系統(tǒng)、冷藏系統(tǒng)等的關(guān)鍵組成部分，其實驗測試依賴于高性能大規(guī)模的試驗檢測平臺，但此前，國內(nèi)尚無此類實驗與性能檢測平臺。為此，該中心設(shè)計并建設(shè)了2MW級中低溫蓄冷實驗平臺。該平臺由低溫制備系統(tǒng)、儲冷系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、配電及測控系統(tǒng)等組成，可開展溫度區(qū)間-40℃～30℃、功率范圍10kW～2MW內(nèi)任意工況下的中低溫蓄冷裝置及系統(tǒng)性能實驗。目前，該平臺已建成并完成了設(shè)備和系統(tǒng)的調(diào)試工作，成為國內(nèi)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(fā)出可彎曲新電池

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

目前用于醫(yī)療植入產(chǎn)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(zhì)，安全風險較大，而且與可穿戴設(shè)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(shè)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?qū)⑤p薄的電極薄膜黏附在一個鋼絞線網(wǎng)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(zhì)用于可穿戴設(shè)備電池的適用性。測試結(jié)果顯示，使用硫酸鈉溶液作為電解質(zhì)，兩種新型電池的容量和輸出功率等性能比目前大多數(shù)用于可穿戴設(shè)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(zhuǎn)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?qū)⒛軌蛑踩肴梭w以消耗基礎(chǔ)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(huán)保等優(yōu)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(yīng)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(jié)晶度的同步控制，研發(fā)出了由鐵、鈷和鎳等金屬氧化物結(jié)晶而成的雙功能氧電極催化劑，可同時催化兩類反應(yīng)。在測試中，使用新型催化劑的鋅空氣電池表現(xiàn)出了良好的性能，在完成了長達120h的60個充放電循環(huán)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(chǔ)技術(shù)問題，以使其盡快投入實際應(yīng)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(chǎn)品等方面的應(yīng)用。 (新 華)

將生姜榨汁，配成生姜原液，按表1配成相應(yīng)質(zhì)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(yǎng)皿中，置于恒溫培養(yǎng)箱中，于37℃條件下培養(yǎng)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(yǎng)基，混勻，于37℃條件下倒置培養(yǎng)48 h后計數(shù)。再根據(jù)菌落總數(shù)確定各生物保鮮劑的最佳質(zhì)量濃度。

美國海軍將聯(lián)合普渡大學開發(fā)網(wǎng)絡(luò)安全儲能系統(tǒng)

美國海軍水面戰(zhàn)中心克萊恩分部（NSWC CD）與普渡大學簽署合作研發(fā)協(xié)議，將共同開發(fā)新一代大容量網(wǎng)絡(luò)安全儲能系統(tǒng)，目標是研發(fā)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(wù)需要的超長供電時間技術(shù)，以及嵌入式電池健康管理系統(tǒng)等新技術(shù)與新產(chǎn)品。

據(jù)介紹，海軍作戰(zhàn)系統(tǒng)的集成度不斷提高，需要更加靈活的網(wǎng)絡(luò)化、自適應(yīng)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(wù)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(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。該項合作研發(fā)協(xié)議的實施將推動創(chuàng)新能源解決方案的發(fā)展，降低尺寸、重量和功率需求，并提高軍用平臺的安全性。網(wǎng)絡(luò)安全儲能系統(tǒng)對于美國海軍及海軍陸戰(zhàn)隊水面、水下、空中及岸基設(shè)施至關(guān)重要。 (船 信)

全球首臺“華龍一號”核反應(yīng)堆壓力容器交付

由中國核工業(yè)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(yīng)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(shù)，并擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)和核心制造能力。

據(jù)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?！叭A龍一號”核反應(yīng)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(huán)節(jié)要求都異常嚴格，工裝輔具、產(chǎn)品清潔、密封狀態(tài)等工序均需要高度精確?！叭A龍一號”核反應(yīng)堆壓力容器的成功制造，也已成為我國核電技術(shù)先進性與成熟性有機統(tǒng)一、安全性與經(jīng)濟性相互平衡的又一成熟樣本。 (中 新)

俄羅斯研發(fā)熱發(fā)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(chǎn)聯(lián)合公司研發(fā)出了新型熱發(fā)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(qū)的重要設(shè)施供電。

該核電站具有獨特的結(jié)構(gòu)和能量轉(zhuǎn)化特點。其基于熱電子發(fā)射效應(yīng)工作，采用熱發(fā)射能量轉(zhuǎn)換裝置將核裂變所產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。與傳統(tǒng)的核電站相比，其運行期間不產(chǎn)生氣態(tài)裂變產(chǎn)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(xiàn)自動化，操作人員僅需完成啟動、設(shè)定功率值和停機操作等指令，即可在穩(wěn)定輸出功率狀態(tài)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(xiàn)已建立了該核電站技術(shù)的研發(fā)和試驗生產(chǎn)基地，可快速實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

(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(yè)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(yīng)堆的簡稱。加納微堆是中國原子能科學研究院于1995年設(shè)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(yīng)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(gòu)的協(xié)調(diào)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(shù)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(xiàn)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(shù)引領(lǐng)、優(yōu)勢互補的國際合作模式，也將為后續(xù)國外其它微堆低濃化改造提供技術(shù)支撐和寶貴經(jīng)驗。 (網(wǎng) 綜)

我國制備出集成一體化摩擦-電磁混合發(fā)電機

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

據(jù)介紹，將摩擦納米發(fā)電機和電磁感應(yīng)發(fā)電機相結(jié)合可彌補電磁感應(yīng)發(fā)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(zhuǎn)化效率的潛能。然而，如何解決摩擦納米發(fā)電機和電磁感應(yīng)發(fā)電機之間的阻抗匹配問題并實現(xiàn)集成化，成為混合發(fā)電機研究的難點。

研究人員開發(fā)的集成一體化摩擦-電磁混合發(fā)電機在僅僅使用商業(yè)變壓器的條件下就實現(xiàn)了摩擦納米發(fā)電機和電磁感應(yīng)發(fā)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(jié)果表明，摩擦納米發(fā)電機和電磁感應(yīng)發(fā)電機在變壓器的作用下可以高效地結(jié)合在一起：在250rmp的轉(zhuǎn)速下，混合發(fā)電機的匹配內(nèi)阻為8kΩ，輸出功率高達14mW。據(jù)悉，該旋轉(zhuǎn)套筒式摩擦-電磁混合發(fā)電機不僅可以收集環(huán)境中的風能、水能、轉(zhuǎn)動能等機械能，還可結(jié)合目前商業(yè)電磁感應(yīng)發(fā)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(yè)化前景。 (納能所)

美國研發(fā)新結(jié)構(gòu)提高太陽能電池的效率

受飛蛾眼睛的啟發(fā)，美國勞倫斯國家實驗室的研究人員研發(fā)出一種納米分層式結(jié)構(gòu)。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(fā)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(jié)構(gòu)，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(jié)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(jié)構(gòu)后，反射率降至11%；在太陽能電池表面安裝納米陣列結(jié)構(gòu)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(gòu)造，來滿足不同的需求。

據(jù)稱，該項技術(shù)還可應(yīng)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(shù)適合量產(chǎn)，但目前僅能應(yīng)用于硅材料的表面。研究人員將進一步研究將其應(yīng)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(chǎn)品交付。隨后，這些救援機器人裝車發(fā)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(yīng)急救援應(yīng)戰(zhàn)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(shù)含量最高的一款液壓重載救援機器人產(chǎn)品。該產(chǎn)品于2005年提出產(chǎn)品功能研發(fā)概念，于2008年汶川大地震后，邀請了相關(guān)領(lǐng)域的近百名研究人員共同參與了該產(chǎn)品的關(guān)鍵課題攻關(guān)。該救援機器人產(chǎn)品代表了我國數(shù)字化液壓重載機器人技術(shù)的頂尖水平，其系統(tǒng)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(zhì)性功能增項和性能對其進行優(yōu)化后，該機器人將更加適應(yīng)武警交通部隊的應(yīng)急救援需要，并逐步列裝軍隊其它兵種，對于提高國家應(yīng)急救援實戰(zhàn)能力具有重要意義。 (八 達)

長春光機所永磁同步電機轉(zhuǎn)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?？刂坪偷鷮W習控制相結(jié)合的魯棒迭代學習控制方法，抑制了電機轉(zhuǎn)矩脈動對控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速跟蹤性能的影響。與傳統(tǒng)算法相比較，該控制算法可使電機轉(zhuǎn)矩脈動降低33%。

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

為了滿足大口徑望遠鏡低速、平穩(wěn)跟蹤的需要，伺服控制系統(tǒng)的驅(qū)動單元需采用轉(zhuǎn)動慣量比高、功率密度高、可靠性高、調(diào)速范圍寬的永磁同步電機直接驅(qū)動。然而，齒槽轉(zhuǎn)矩、磁通諧波，以及電流檢測誤差等因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動會引起電機轉(zhuǎn)速的波動，導致伺服控制系統(tǒng)跟蹤性能的下降。因此，研究永磁同步電機轉(zhuǎn)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(tǒng)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(qū)動電機的低速、高精度控制提供了技術(shù)支撐。 (中科院)

南網(wǎng)科研院研發(fā)芯片級直流電場MEMS傳感器

南方電網(wǎng)科學研究院在特高壓工程技術(shù)（昆明）國家工程實驗室成功測試了自主研發(fā)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(tǒng)（MEMS）技術(shù)應(yīng)用于直流輸電電場測量。該傳感器可廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)的設(shè)備精細化設(shè)計、在線監(jiān)測、電磁環(huán)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(huán)境電場監(jiān)測等領(lǐng)域。

與傳統(tǒng)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(wǎng)科研院依托“基于MEMS和無線供能技術(shù)的集成直流合成電場傳感技術(shù)研究”項目研制成功的樣片。該樣片通過將靜電梳齒驅(qū)動和單層側(cè)壁式感應(yīng)電極結(jié)構(gòu)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(gòu)成傳感器樣機。

該芯片級MEMS傳感器解決了傳統(tǒng)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(yīng)用價值巨大。 (中 電)