太陽能熱發(fā)電關鍵設備高溫雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)研制成功

太陽能熱發(fā)電關鍵設備高溫雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)研制成功

上海電氣集團股份有限公司中央研究院研制出了高溫雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設計/運行溫度、防凍堵策略、智能控制等關鍵性能指標均達到了國內(nèi)先進水平。

熔鹽在220℃會發(fā)生凝固，可能會導致系統(tǒng)在啟動、停機等工況下發(fā)生凍堵，造成系統(tǒng)運行故障。研究人員從設備選型、系統(tǒng)設計、工藝流程等方面著手，通過對高低溫罐、熔鹽換熱器、閥門及管路等進行優(yōu)化設計，防止了系統(tǒng)凍堵情況的發(fā)生，形成了一套預防熔鹽凍堵的策略，可確保系統(tǒng)在300℃～550℃范圍內(nèi)正常運行。該高溫雙罐熔鹽儲熱示范系統(tǒng)模擬了光熱電站的熔鹽儲換熱系統(tǒng)，測試了熔鹽管內(nèi)的對流換熱系數(shù)，積累了熔鹽系統(tǒng)啟停及運維經(jīng)驗，已為多家企業(yè)提供了熔鹽物性及腐蝕特性測試等服務，為光熱電站熔鹽儲熱系統(tǒng)的設計、建設和運行打下了堅實的基礎。

目前，研究人員正在進一步拓展該系統(tǒng)的應用范圍，著重關注“煤改電”“棄風棄光熔鹽蓄熱供暖”等項目，為節(jié)能環(huán)保領域提供了新的思路。 (滬經(jīng)委)

我國成功研制ITER大型超導磁體系統(tǒng)首個部件

中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院等離子體物理研究所承擔研制的國際熱核聚變實驗堆（ITER）大型超導磁體系統(tǒng)首個部件——PF4過渡饋線研制成功。

磁體饋線系統(tǒng)是ITER部件中最為復雜的系統(tǒng)之一，包含31套不同的饋線，總重超過1600t，共計6萬余個部件，被稱為ITER主機的“生命線”。PF4過渡饋線是ITER主機“生命線”上的首個部件，將用來連接PF4饋線系統(tǒng)的內(nèi)饋線和線圈終端盒，并通過真空隔斷將PF4過渡饋線系統(tǒng)劃分成兩個不同的真空系統(tǒng)。

研究人員在高溫超導電流引線、超導接頭、低溫絕熱、低溫高壓絕緣等核心技術方面取得了諸多國際領先成果：研發(fā)的萬安級高溫超導電流引線集高載流能力、低冷量消耗和長失冷安全時間等優(yōu)勢于一體，降低了ITER的運行成本和低溫系統(tǒng)的建造投入；研發(fā)的68kA級高溫超導電流引線創(chuàng)造了在85kA下運行1h、90kA下運行4min的世界紀錄；研發(fā)的盒式高載流低損耗超導接頭的接頭電阻達到了0.2nΩ級，處于世界領先水平，保障了ITER裝置主機的安全運行。

該項目實現(xiàn)了多項中國創(chuàng)造，填補了國際空白，實現(xiàn)了超導材料、低溫材料、大功率電源器件等技術和部件從無到有、到規(guī)?；a(chǎn)并向歐美西方發(fā)達國家出口的飛躍。 (W.KX)

中國電子科技集團公司第三十八研究所研制的波浪發(fā)電裝置正式通過國家海洋局驗收，為我國波浪發(fā)電裝置的工程化應用奠定了基礎。該裝置突破了波浪能液壓轉(zhuǎn)換與控制裝置模塊及千伏級動力逆變器關鍵技術，可實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電，且在小于0.5m浪高的波況下仍能頻繁蓄能。

我國波浪發(fā)電裝置突破關鍵技術

海洋波浪蘊藏著巨大的能量，為利用這一天然能源“發(fā)動機”，研究人員在海南島進行了海浪發(fā)電試驗，通過不斷優(yōu)化和改進裝置模型，采用智能偵調(diào)綜合控制技術，提升了波能裝置的轉(zhuǎn)換效率，增強了吸能效果；其首創(chuàng)的寬幅逆變穩(wěn)定技術，實現(xiàn)了海洋能千伏級逆變系統(tǒng)的高效轉(zhuǎn)換。海上試驗結(jié)果表明，該發(fā)電裝置的浮體擺動正常、吸波穩(wěn)定，飛輪蓄能均勻而連續(xù)，發(fā)電性能穩(wěn)定。

據(jù)介紹，該岸崖浮擺式波浪能發(fā)電裝置由浮子、擺桿、壓載框、液壓系統(tǒng)、飛輪系統(tǒng)、逆變器、控制及監(jiān)控系統(tǒng)等組成，其浮子既可以像船舶一樣漂浮，也可以在臺風來臨時收攏到岸邊。目前，該波浪發(fā)電裝置前期裝機5kW，采用浮體重構(gòu)模塊化設計理念，后續(xù)，其還可以擴大波浪能發(fā)電系統(tǒng)的裝機容量，通過并網(wǎng)提供標準電力供給。 (新 華)

德國開發(fā)基于半透明有機太陽能電池材料的智能太陽鏡

德國卡爾斯魯厄技術學院的研究人員正在開發(fā)一種基于半透明有機太陽能電池材料的太陽能眼鏡，可為眼鏡上集成的微處理器提供電力支持。該太陽能眼鏡堪稱光伏移動應用的典型代表。

有機太陽能電池具有可彎曲、透明和輕質(zhì)等特點，應用范圍比傳統(tǒng)的硅基太陽能電池更為廣泛?？査刽敹蚣夹g學院的研究人員在太陽鏡的玻璃上覆蓋了半透明的有色太陽能電池，為微處理器和兩個顯示設備提供電力。研究人員開發(fā)的“智能”太陽鏡安裝在一個樹脂眼鏡架上，外觀和重量均與傳統(tǒng)太陽鏡相同，微處理器和兩個顯示設備安裝在眼鏡腿上，可實時顯示陽光的強度和溫度。其每個眼鏡片可產(chǎn)生200μW的電力，足以支持諸如助聽器或步數(shù)計數(shù)器之類的應用。據(jù)稱，該太陽能眼鏡在正常辦公和家居照明條件下也可正常工作。 (船經(jīng)院)

秦山核電動態(tài)刻棒技術獲得首個發(fā)明專利授權

秦山核電有限公司申請的發(fā)明專利——利用功率量程探測器和信號作為信號源的動態(tài)刻棒方法獲得國家知識產(chǎn)權局授權，成為秦山核電動態(tài)刻棒技術獲得授權的首個發(fā)明專利。

動態(tài)刻棒技術是秦山核電聯(lián)合相關單位共同研發(fā)的先進物理試驗技術，該技術突破了美國西屋公司傳統(tǒng)的動態(tài)刻棒方法，達到了國際領先水平，可以廣泛應用于不同的壓水堆機組，且不用對功率量程探測器進行技術改造和設備運行狀態(tài)變更，避免了由此帶來的停堆風險，同時提高了信號的有效性，提高了試驗精確性和可靠性。

據(jù)悉，該項技術擁有自主知識產(chǎn)權，已在秦山地區(qū)全面應用，取得了良好的經(jīng)濟效益和技術效益。

(中核網(wǎng))

新型液態(tài)金屬電池或可實現(xiàn)大規(guī)模儲能

挪威科技大學的研究人員開發(fā)出一種無薄膜的鈉鋅液態(tài)金屬電池，能夠與可再生能源系統(tǒng)搭配使用，實現(xiàn)大規(guī)模儲能。

據(jù)介紹，該新型液態(tài)金屬電池無需離子選擇膜，具有3層液體層：頂層的鈉作為負極，中間層是氯化鈉基電解質(zhì)，底層的鋅則為正極。這些材料來源豐富、價廉易得，對環(huán)境的影響較小。為了避免含鋅離子與鈉電極之間發(fā)生反應，研究人員在電極之間放置了多孔隔膜或隔離層，取代了易脆裂的昂貴的β-氧化鋁離子選擇薄膜，從而顯著提高了液態(tài)金屬電池的性能，同時降低了成本。研究人員還選用了不互溶的電解質(zhì)和電極，有助于確保電池系統(tǒng)的安全，避免發(fā)生火災或爆炸。

研究人員目前正在與SINTEF公司合作，共同開展實驗室規(guī)模的電池設計和開發(fā)，以及針對電池性能和材料進行測試。 (W.CL)

美國國家技術標準研究院的研究人員利用兩種新技術，首次以納米級精度檢測了廣泛使用的太陽能電池的化學成分及缺陷的變化，有助于研究人員更好地了解太陽能電池的微觀結(jié)構(gòu)，并研發(fā)出進一步提高太陽能光電轉(zhuǎn)化效率的方法。

美國研究人員首次以納米精度檢測太陽能電池

相關研究表明，材料晶體排列的缺陷與其化學構(gòu)成中的雜質(zhì)相關。研究人員利用兩種基于原子力顯微鏡（AFM）的輔助方法，通過光誘導共振（PTIR）來測量太陽能電池樣品從可見光到中紅外線的寬波長范圍吸收光的數(shù)量，從而在納米級尺度上得到了太陽能電池的構(gòu)成及其缺陷。研究人員采用掃描近場光學顯微鏡（dt-NSOM），通過記錄特定位置傳輸光的數(shù)量來捕捉太陽能電池的組成及缺陷的變化，從而形成詳細的納米尺度圖像。

(QH.0713)

±1100kV直流穿墻套管研制成功 突破特高壓直流輸電瓶頸

由中國電力科學研究院聯(lián)合西安交通大學、清華大學、平高集團有限公司、西安西電高壓套管有限公司等單位共同完成的“±1000kV級直流SF6氣體絕緣穿墻套管核心技術研究及裝置研制”項目在±1100kV直流穿墻套管研制方面取得重要進展，突破了套管材料、設計、工藝及試驗等一系列關鍵技術，屬國內(nèi)首創(chuàng)，達到國際領先技術水平。

該項目研制出了世界首支“環(huán)氧芯體SF6氣體復合絕緣”和“純SF6氣體絕緣”兩種絕緣結(jié)構(gòu)的±1100kV/5523A直流穿墻套管，開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權的套管用絕緣材料配方體系，攻克了超大型環(huán)氧芯體無氣泡浸漬技術和固化過程熱應力抑制技術難題，建立了±1100kV特高壓直流穿墻套管電、熱及機械性能綜合試驗平臺和試驗技術體系，在國際上率先完成了兩種結(jié)構(gòu)的±1100kV直流穿墻套管全套試驗。該項目研制的直流穿墻套管將在世界首個±1100kV直流輸電工程昌吉—古泉特高壓直流輸電工程中掛網(wǎng)運行。

該項目突破了±1100kV直流穿墻套管研制的核心技術，成功研制出了±1100kV直流穿墻套管，相關技術已應用于±800kV及以下電壓等級直流套管研制，使我國在高端電工裝備研發(fā)歷史上實現(xiàn)了核心技術引領，對于實現(xiàn)特高壓直流設備的全面國產(chǎn)化、降低成本、引導我國電工裝備制造產(chǎn)業(yè)升級、增強國際競爭力具有重要意義。 (科技部)

中外合作在全固態(tài)鋰硫電池研究方面取得進展

中國科學院寧波材料與工程研究所與美國馬里蘭大學的研究人員合作，設計了一種采用新型硫正極結(jié)構(gòu)的全固態(tài)鋰硫電池，通過在還原氧化石墨烯上沉積超薄（～2nm）非晶態(tài)納米硫?qū)颖３謴秃喜牧系母唠娮觽鲗?，進而將還原氧化石墨烯/硫復合材料均勻分散在超鋰離子導體Li10GeP2S12基復合材料中，實現(xiàn)了高離子電導率和低應力/應變。以還原氧化石墨烯/硫復合材料-Li10GeP2S12-乙炔黑混合物作為正極層，Li10GeP2S12/改性Li3PS4雙層電解質(zhì)作為固態(tài)電解質(zhì)層，金屬鋰為負極組裝全固態(tài)鋰硫電池，獲得了與傳統(tǒng)鋰硫電池截然不同的充放電曲線，顯著抑制了多硫化物的產(chǎn)生。

測試結(jié)果表明，在60℃條件下，該全固態(tài)鋰硫電池0.05C首次放電容量為1629mAh/g，首次庫倫效率達到90%，同時顯示出優(yōu)異的倍率性能；在0.1C、1.0C和2.0C不同倍率進行充放電，可逆容量分別達1384.5mAh/g、903.2mAh/g和502.6mAh/g；1.0C大倍率長循環(huán)充放電循環(huán)750圈后仍可保持830mAh/g的可逆容量，電池單次循環(huán)容量衰減率僅為0.015%，循環(huán)性能較傳統(tǒng)鋰硫電池顯著提升。 (寧材所)

華東理工大學的研究人員在太陽能光解水領域取得了重要研究進展，成功制備出了一種新型太陽能光解水催化材料。

華東理工大學制備出新型太陽能光解水催化材料

光解水技術可將太陽能轉(zhuǎn)換存儲為化學能，光解水材料的吸光范圍是太陽能轉(zhuǎn)換效率的重要影響因素，拓寬光解水材料的吸光范圍是該研究領域的一大挑戰(zhàn)。華東理工大學的研究人員基于金屬性光解水材料依靠帶內(nèi)躍遷來產(chǎn)生電子空穴對的特點，利用鎢酸銨和鹽酸溶液合成反應中間體鎢酸，在氨氣環(huán)境下通過固相燒結(jié)方法可控地制備出了一種分解純水響應波長達765nm的金屬性光催化材料氮化鎢，并通過導電率和電化學阻抗等測試，以及密度泛函理論證明了合成的氮化鎢具有金屬性。

研究人員表示，該催化材料不僅首次實現(xiàn)了金屬性光催化材料全分解水，而且是目前分解純水響應波長最長的單一光解水催化材料。該項研究成果為拓寬光解水催化材料吸光范圍提供了思路，或?qū)⑹谷l譜利用太陽能進行光解水制氫成為可能。 (W.JY)