能源與環(huán)保

能源與環(huán)保

福建物構(gòu)所二氧化碳吸附與轉(zhuǎn)化研究取得新進(jìn)展

中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員利用合適的配體和金屬離子，設(shè)計(jì)組裝了具有多種超高活性位點(diǎn)的金屬有機(jī)多孔材料——FJIH14。該材料為發(fā)展能夠直接用于發(fā)電廠尾氣處理的多孔材料提供了新思路。

金屬有機(jī)孔材料憑借良好的多孔性能和結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性，已成為一種具有潛在應(yīng)用前景的二氧化碳吸附材料，但發(fā)展高穩(wěn)定性、易于大規(guī)模制備、能夠高效轉(zhuǎn)化二氧化碳的金屬有機(jī)多孔材料仍是挑戰(zhàn)。

該材料具有良好的水穩(wěn)定性、酸堿穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，可大規(guī)?？焖僦苽洌诔爻合聦Χ趸季哂谐叩奈叫阅芎透咝У亩趸即呋D(zhuǎn)化能力，能夠反復(fù)使用而不失活。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其良好的吸附和催化性能來源于其多種超高活性位點(diǎn)與二氧化碳客體較強(qiáng)的相互作用。

(W.KY)

美國羅格斯大學(xué)研發(fā)出核廢物后處理新方法

美國羅格斯大學(xué)的研究人員研發(fā)出一種“分子阱”，可以有效捕獲乏燃料中的放射性碘化物，并進(jìn)行回收和利用。

對乏燃料進(jìn)行后處理時(shí)，必須對放射性碘分子和有機(jī)碘氣體進(jìn)行捕獲和隔離，因?yàn)槠渚哂兄掳┬?，危害環(huán)境，但這些氣體很難捕獲，極易泄漏到環(huán)境中去。這種“分子阱”由多孔有機(jī)金屬框架組成，就像一塊微小的多孔超級海綿，其比表面積可達(dá)2183m2/g，吸附和與放射性碘結(jié)合的能力遠(yuǎn)勝于目前的工業(yè)材料，清除效果超過核工業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。其還可從有機(jī)金屬框架中去除捕獲的甲基碘，從而實(shí)現(xiàn)回收再利用。此外，這種“分子阱”比目前的工業(yè)材料價(jià)格更低、更加耐用，能夠承受高溫、高酸和高濕等惡劣的后處理?xiàng)l件。

(核信院)

中科院山西煤化所百噸級甲醇制芳烴技術(shù)獲進(jìn)展

中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所的研究人員在太原市小店中試基地完成了百噸級甲醇制芳烴（MTA）中試試驗(yàn)。

本次試驗(yàn)在山西煤化所自主開發(fā)的百噸級甲醇制芳烴中試裝置上進(jìn)行，經(jīng)安裝調(diào)試和設(shè)備優(yōu)化，試驗(yàn)一次開車成功。試驗(yàn)不僅打通了全部生產(chǎn)流程，還進(jìn)行了自主研發(fā)的催化劑及工藝條件的驗(yàn)證和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出料流量、溫度和壓力等操作條件的自動(dòng)控制。截至目前，百噸級甲醇制芳烴中試裝置已實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)500h，生產(chǎn)出了合格的芳烴，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到并超過國內(nèi)同等技術(shù)水平，其中，甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)100%，液相烴收率達(dá)31%，芳烴選擇性達(dá)83%。

百噸級甲醇制芳烴中試的完成和裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)了MTA技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程，對于緩解芳烴資源短缺、延長煤化工和天然氣化工產(chǎn)業(yè)鏈具有重要的意義。

(科 苑)

南京理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院/格萊特研究院與美國斯坦福大學(xué)、韓國延世大學(xué)、韓國成均館大學(xué)、韓國科學(xué)研究院等單位的研究人員合作，在太陽能水分解制氫研究方面取得了重要進(jìn)展。

南理工與國外合作太陽能水分解制氫研究獲重要進(jìn)展

研究人員通過缺陷誘導(dǎo)的外延生長法，成功合成出了[001]取向的MoS2納米帶/[0001]取向的CdS納米線的共軸異質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種外延的異質(zhì)結(jié)構(gòu)在420nm下，達(dá)到了79.7%的光生氫氣的量子效率，在520nm極限吸收邊界下，仍擁有9.67%的量子效率。密度泛函理論模擬結(jié)果表明，這種特殊的界面具有金屬特性，能夠促進(jìn)電子在界面的低損耗傳輸。

該項(xiàng)研究成果為實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、高效的人工光合作用制氫技術(shù)提供了新思路，也為人工光合作用制氫在未來航空、航天、氫能源汽車等軍用和民用領(lǐng)域應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

(工信部)

超高摩擦電荷密度刷新摩擦納米發(fā)電機(jī)性能紀(jì)錄

中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所、美國佐治亞理工學(xué)院、天津大學(xué)的研究人員合作，首次利用真空環(huán)境和鐵電材料將摩擦納米發(fā)電機(jī)的可輸出摩擦電荷密度提高了1個(gè)數(shù)量級、最大輸出功率密度提高了2個(gè)數(shù)量級。

摩擦納米發(fā)電機(jī)具有質(zhì)量輕、價(jià)格低、效率高等優(yōu)勢，在自驅(qū)動(dòng)傳感網(wǎng)絡(luò)和大規(guī)?？稍偕{(lán)色能源領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。功率密度和摩擦電荷密度是目前實(shí)現(xiàn)摩擦納米發(fā)電機(jī)應(yīng)用及商業(yè)化的關(guān)鍵，但此前提高摩擦電荷密度的方法都受到空氣擊穿現(xiàn)象的困擾。

基于由銅薄膜和聚四氟乙烯薄膜組成的常規(guī)摩擦納米發(fā)電機(jī)，研究人員首先采用軟接觸和碎片結(jié)構(gòu)使摩擦表面得到更有效的利用，將空氣中的摩擦電荷密度從50μC·m-2增至120μC·m-2，再利用高真空環(huán)境將空氣擊穿的影響降至最低，使摩擦電荷密度提升至660μC·m-2。最后，研究人員在聚四氟乙烯薄膜下引入鐵電材料，將摩擦起電的表面極化和鐵電材料的磁滯介電極化進(jìn)行耦合，使摩擦電荷密度躍升至1003μC·m-2。采用該技術(shù)，即使是在普遍低速運(yùn)動(dòng)下（2Hz）的摩擦納米發(fā)電機(jī)，其最大輸出功率密度也可提高2個(gè)數(shù)量級，即可從0.75W·m-2增加至50W·m-2。

該項(xiàng)研究成果大幅提高了摩擦納米發(fā)電機(jī)的輸出能量，不僅刷新了其性能記錄，同時(shí)也建立了新的優(yōu)化模式。

(北納所)

中國海裝海陸風(fēng)電齊發(fā)展

中國船舶重工集團(tuán)海裝風(fēng)電股份有限公司在海上風(fēng)電領(lǐng)域和陸上風(fēng)電機(jī)組研制領(lǐng)域均取得了重要進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了海陸風(fēng)電齊發(fā)展。

9月8日，中國海裝華能如東海上風(fēng)電項(xiàng)目20臺5MW機(jī)組全部完成調(diào)試并網(wǎng)。據(jù)介紹，此次完成并網(wǎng)的5MW風(fēng)機(jī)是我國首個(gè)完成海上低電壓穿越測試、首個(gè)獲得設(shè)計(jì)認(rèn)證和型式認(rèn)證、首個(gè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)并批量生產(chǎn)的海上風(fēng)電機(jī)組。該項(xiàng)目的順利并網(wǎng)，標(biāo)志著中國海裝在海上風(fēng)電領(lǐng)域取得了階段性重要成果。

9月22日，我國完全自主研發(fā)的超大直徑3MW陸上風(fēng)電機(jī)組——中國海裝H140-3MW正式下線，標(biāo)志著中國海裝陸上風(fēng)電機(jī)組研制實(shí)現(xiàn)了新的突破。該機(jī)組的風(fēng)輪直徑達(dá)140m，輪轂中心高度最高達(dá)120m以上，掃風(fēng)面積達(dá)15394m2，相比同類機(jī)組掃風(fēng)面積增加30%左右，最大發(fā)電功率3MW。此外，其還具有超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，運(yùn)行溫度范圍覆蓋-30℃～40℃，能適應(yīng)不同海拔、風(fēng)沙、鹽霧、結(jié)冰、平原、山地等風(fēng)電場環(huán)境，高/低電壓故障穿越能力滿足最新電網(wǎng)規(guī)范要求，還可實(shí)現(xiàn)單機(jī)及組群一次調(diào)頻等與智能電網(wǎng)相匹配的功能。相比目前主流的2MW陸上風(fēng)電機(jī)組，該機(jī)組的裝機(jī)量更少、發(fā)電量更多、施工成本更低、占地面積更少，在陸上低風(fēng)速區(qū)表現(xiàn)更優(yōu)異。 (刊 綜)

由中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院與寧波天生密封件有限公司聯(lián)合研制的“華龍一號蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器用核級石墨密封墊片”通過了產(chǎn)品鑒定。該產(chǎn)品達(dá)到了國際同類產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)水平。這標(biāo)志著我國實(shí)現(xiàn)了核級石墨密封墊片設(shè)計(jì)自主化、制造本地化，具有較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器走出國門創(chuàng)造了有利條件。

華龍蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器用核級石墨密封墊片通過鑒定

穩(wěn)壓器和蒸汽發(fā)生器一次側(cè)的人孔是核電站防止帶放射性物質(zhì)向大氣環(huán)境釋放的第二道安全屏障的一部分。因此，這些密封結(jié)構(gòu)中密封墊片的密封性能及其可靠性至關(guān)重要。長期以來，核級石墨密封墊片主要依賴國外進(jìn)口。此次核動(dòng)力院與寧波天生密封件有限公司聯(lián)合研發(fā)的核級石墨密封墊片完成了設(shè)計(jì)技術(shù)研究、材料研究、制造工藝技術(shù)研究、石墨物性參數(shù)測定、墊片原型試驗(yàn)研究等工作，通過了試驗(yàn)考核，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了研制要求。

(中核網(wǎng))