新能源材料

美科學(xué)家研發(fā)鈉基電池 比鋰電池成本低效率高

近日，斯坦福大學(xué)的研究人員研發(fā)出一種鈉基電池，能儲(chǔ)存與鋰離子電池一樣多的電能，但成本大大降低。雖然新型鈉基電池可能永遠(yuǎn)無(wú)法滿足電動(dòng)車制造商的需要，但研究人員認(rèn)為，它將有助于儲(chǔ)存太陽(yáng)能板和風(fēng)力渦輪機(jī)等可持續(xù)能源所獲得的能源。研究人員指出，鋰是制造電池的最佳選擇，但鋰已變得稀有且昂貴，人類需要利用其它更豐富的元素，如鈉，開發(fā)出更高性能且低成本的電池。目前，開采1t鋰的的費(fèi)用約為1.5萬(wàn)美元，而開采1t鈉的費(fèi)用僅為150美元。在新設(shè)計(jì)的鈉離子電池中，鈉離子可附著在肌醇上，而肌醇是一種常見的化合物，可從米糠或玉米加工過(guò)程中的液體副產(chǎn)物中提取。鈉離子和肌醇的新結(jié)合顯著改善鈉基電池的離子循環(huán)，使離子能更有效地從陰極移動(dòng)穿過(guò)電解質(zhì)到磷陽(yáng)極，繼而產(chǎn)生更強(qiáng)的電流。除了比較鋰和鈉的成本及性能外，研究人員也分析了鈉離子在充電和放電過(guò)程中是如何附著在陰極上的，而這一見解將有助于提高電池的設(shè)計(jì)。但研究人員也強(qiáng)調(diào)，他們?nèi)孕枳龈嗟臏y(cè)試，以確定與鋰離子電池相比，鈉電池系統(tǒng)的體積能量密度。科學(xué)家們還希望了解到，如果存儲(chǔ)與鋰離子電池同等能量的鈉離子電池需要設(shè)計(jì)成多大。此外，研究人員還計(jì)劃改進(jìn)電池磷陽(yáng)極的設(shè)計(jì)。（環(huán)球網(wǎng)）

美國(guó)能源部智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)發(fā)布2017-2018年路線圖

美國(guó)能源部牽頭的清潔能源智能制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)（CESMII）發(fā)布了2017-2018技術(shù)路線圖。路線圖總結(jié)了CESMII創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的任務(wù)及目標(biāo)，明確了這份路線圖的目的、指導(dǎo)原則，并圍繞CESMII戰(zhàn)略的4個(gè)方面（商業(yè)實(shí)踐、使能技術(shù)、智能制造平臺(tái)建設(shè)和勞動(dòng)力培養(yǎng)），對(duì)其戰(zhàn)略目標(biāo)、研發(fā)投資組合和近期行動(dòng)計(jì)劃進(jìn)行了全面地規(guī)劃。

從根本上加快開發(fā)和采用先進(jìn)傳感器、控制裝置、平臺(tái)和模型，使智能制造成為推動(dòng)美國(guó)制造業(yè)不斷改進(jìn)，并且可持續(xù)發(fā)展的引擎。其戰(zhàn)略目標(biāo)包括：未來(lái)5年內(nèi)在首批驗(yàn)證項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)工廠或主要制造工藝能源效率提高15%；未來(lái)5年內(nèi)在現(xiàn)有的工藝中引入智能制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)成本和時(shí)間減少50%；未來(lái)5年內(nèi)推動(dòng)智能制造技術(shù)在工業(yè)界的廣泛應(yīng)用；未來(lái)6年內(nèi)通過(guò)在商業(yè)、技術(shù)、研發(fā)及勞動(dòng)力開發(fā)方面的可持續(xù)投資，代替最初的政府投資；未來(lái)10年內(nèi)能源生產(chǎn)力提高50%。

路線圖的目標(biāo)是作為機(jī)構(gòu)啟動(dòng)的框架，將機(jī)構(gòu)的工作重點(diǎn)放在高優(yōu)先級(jí)的智能制造行業(yè)需求上；指導(dǎo)CESMII首批項(xiàng)目征集、跨行業(yè)研究、技術(shù)和知識(shí)庫(kù)，以及勞動(dòng)力發(fā)展和培訓(xùn)；與CESMII的區(qū)域制造中心（RMC）的發(fā)展目標(biāo)相一致；與CESMII常務(wù)委員會(huì)和技術(shù)工作組進(jìn)行溝通，為制定更加全面，更加深入的CESMII 2018-2022年路線圖做準(zhǔn)備。

路線圖的具體內(nèi)容是在商業(yè)實(shí)踐方面，將通過(guò)協(xié)同研發(fā)實(shí)現(xiàn)制造和能源目標(biāo)；實(shí)時(shí)提高整個(gè)制造業(yè)企業(yè)的質(zhì)量、效率和生產(chǎn)力；通過(guò)高度靈活且可擴(kuò)展的制造系統(tǒng)及工藝，提高業(yè)務(wù)價(jià)值水平、可持續(xù)性、能源效率和安全性；促進(jìn)信息物理系統(tǒng)在制造業(yè)各種規(guī)模企業(yè)內(nèi)的成功實(shí)施；促進(jìn)實(shí)施智能制造所需的勞動(dòng)力和技能開發(fā)。在使能技術(shù)方面，將在制造業(yè)各個(gè)規(guī)模的公司中開發(fā)、驗(yàn)證和應(yīng)用信息物理系統(tǒng)（包括先進(jìn)傳感器、數(shù)據(jù)分析工具、工藝控制、模型和計(jì)算平臺(tái)），并促進(jìn)其模塊化、經(jīng)濟(jì)可承受、易于配置、安全及可重用；先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更可靠、易于配置且安全的無(wú)線數(shù)據(jù)通信；擴(kuò)大下一代數(shù)據(jù)分析和建模的應(yīng)用；為各種規(guī)模企業(yè)的員工提供高級(jí)控制及分析方法和工具；開發(fā)用于信息物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及再利用所需的系統(tǒng)工程工具與方法。在智能制造平臺(tái)建設(shè)方面，將建立智能制造平臺(tái)的參考體系結(jié)構(gòu)和規(guī)范；為企業(yè)提供數(shù)據(jù)連接和語(yǔ)境化所需的資源；針對(duì)傳統(tǒng)和未來(lái)的操作技術(shù)和信息技術(shù)（OT/IT）提出解決方案，并制定用于公開和可互操作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)多供應(yīng)商的信息物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全框架，使其具有可互操作的硬件和軟件解決方案；建立一個(gè)可靠的、可訪問(wèn)的認(rèn)證、配置、工具包、數(shù)據(jù)和服務(wù)市場(chǎng)，以加速智能制造的開發(fā)與部署；牽頭開發(fā)智能制造相關(guān)技術(shù)，組建機(jī)構(gòu)，并提供商業(yè)的信息安全實(shí)踐。在勞動(dòng)力開發(fā)方面，廣泛了解智能制造實(shí)踐、關(guān)鍵智能制造技術(shù)和方法，以及智能制造平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施；通過(guò)新知識(shí)的學(xué)習(xí)和開發(fā)新的方法，提升企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、經(jīng)營(yíng)者、技術(shù)人員和工程人員的技能；通過(guò)將新的課程領(lǐng)域整合到現(xiàn)有的教育計(jì)劃中，建立擁有新的智能制造技能和專業(yè)知識(shí)的員工隊(duì)伍；建立智能制造資源和最佳實(shí)踐的共享網(wǎng)絡(luò)或知識(shí)庫(kù)，以提高智能制造技能、理解和專業(yè)知識(shí)；隨著業(yè)務(wù)、技術(shù)和組織實(shí)踐的不斷發(fā)展，建立不斷發(fā)展的勞動(dòng)力計(jì)劃。（中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司北方科技信息研究所）

“中車電車”新型燃料電池客車在歐首發(fā)

中車株洲電力機(jī)車有限公司旗下的浙江中車電車有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中車電車”）2017年比利時(shí)科特賴克國(guó)際客車展覽會(huì)上，首次發(fā)布“中車電車”首創(chuàng)的12m甲醇制氫燃料電池城市客車。

從超級(jí)電容純電動(dòng)到電池純電動(dòng)，從插電式混合動(dòng)力到燃料電池，中車電車在綠色、智能的技術(shù)道路上再度取得突破。此次，中車電車創(chuàng)新地將大功率超級(jí)電容與長(zhǎng)里程甲醇燃料電池結(jié)合，首創(chuàng)甲醇制氫燃料電池城市客車。它不僅保持了燃料電池綠色、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)完美地解決了氫燃料電池存在的制氫、儲(chǔ)氫技術(shù)復(fù)雜等難題?！凹状贾茪淙剂想姵氐拈L(zhǎng)里程與超級(jí)電容的大功率結(jié)合，猶如馬拉松選手和短跑健兒結(jié)合，同時(shí)解決了里程和動(dòng)力需求。”公司一名負(fù)責(zé)人說(shuō)。

新車沿用了中車電車的造型特點(diǎn)，線條硬朗，最大載客量達(dá)84人，座椅可設(shè)35個(gè)，車門低入口設(shè)計(jì)，并設(shè)置殘疾人踏板，上下車很方便。此款客車為中車電車與丹麥燃料電池廠商合作推出，車輛工作環(huán)境-25℃～45℃，能適應(yīng)歐洲寒冷的氣候。展會(huì)結(jié)束后，這款客車將啟程去丹麥最古老的城市之一——奧爾堡，并在當(dāng)?shù)卦囘\(yùn)營(yíng)。（鄞州日?qǐng)?bào)）

新能源軌道交通重大突破氫燃料電池有軌電車全球首次商業(yè)運(yùn)營(yíng)

10月26日，中車唐山公司研制的世界首列商用型氫燃料混合動(dòng)力100%低地板現(xiàn)代有軌電車在河北唐山市唐胥鐵路載客運(yùn)營(yíng)。這也是全球范圍內(nèi)，氫燃料電池有軌電車首次商業(yè)運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著我國(guó)在新能源軌道交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。

氫燃料電池技術(shù)是全球清潔能源開發(fā)利用的主流方向，通過(guò)氫與氧的直接電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，是電解水的逆過(guò)程，能量密度高、噪音低、無(wú)污染，發(fā)電反應(yīng)最高溫度不超過(guò)100℃，不產(chǎn)生氮氧化合物，唯一的排放物質(zhì)只有水，是真正的“零排放”。經(jīng)過(guò)4年多攻關(guān)，中車唐山公司率先在全球首次突破了燃料電池/超級(jí)電容混合動(dòng)力牽引和控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，研制的有軌電車完全取消受電弓和接觸網(wǎng)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域空白，實(shí)現(xiàn)污染物“零排放”和全程“無(wú)網(wǎng)”運(yùn)行。唐胥鐵路具有136年歷史。唐山市為打造工業(yè)特色旅游產(chǎn)業(yè)，充分利用“中國(guó)鐵路零公里”及“老工業(yè)基地”等特色景區(qū)的吸引力，將唐山南站、開灤礦山公園、啟新1889工業(yè)園及南湖風(fēng)井組成的“中國(guó)鐵路源頭游“3條鐵路打造成唐山工業(yè)旅游線路。據(jù)悉，唐山工業(yè)旅游線路采用氫燃料電池有軌電車，無(wú)需架設(shè)接觸網(wǎng)，不用沿途安裝第3軌和充電樁，完整保留了百年唐胥鐵路的原貌。列車采用世界最先進(jìn)的100%低地板技術(shù)，車廂地板距軌道面僅35cm，無(wú)需站臺(tái)；最小轉(zhuǎn)彎半徑僅19m，可沿現(xiàn)有城市道路直接鋪設(shè)軌道，在地面行駛和?？浚丝洼p松搭乘。這種有軌電車不僅可以最高速度持續(xù)運(yùn)行，而且在制動(dòng)、停站時(shí)，由燃料電池和制動(dòng)能量回收系統(tǒng)為超級(jí)電容和蓄電池充電，能量回收率達(dá)30%以上。（新華網(wǎng)）

首條年產(chǎn)300MW銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線投產(chǎn)蚌埠硅基新材料產(chǎn)業(yè)出新成果

10月12日，國(guó)內(nèi)首條年產(chǎn)300MW銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線產(chǎn)品，在蚌埠市高新區(qū)凱盛光伏材料有限公司下線。該項(xiàng)目的投產(chǎn)，對(duì)培育和壯大蚌埠硅基新材料產(chǎn)業(yè)、全線打通薄膜太陽(yáng)能模組產(chǎn)業(yè)鏈、推進(jìn)新能源發(fā)展核心增長(zhǎng)極具有重要意義。

凱盛光伏銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池項(xiàng)目，是蚌埠市攜手中建材凱盛科技集團(tuán)共同推進(jìn)實(shí)施的重大央企合作戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用世界最先進(jìn)制造工藝，以工業(yè)4.0方式實(shí)現(xiàn)了銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能模組高效、低成本制造。產(chǎn)品將廣泛應(yīng)用于光伏建筑一體化、戶用發(fā)電、智慧農(nóng)業(yè)、新能源汽車、信息顯示等重點(diǎn)領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)未來(lái)建筑綠色、節(jié)能、環(huán)保提供重要支撐。該項(xiàng)目于2015年10月開建，總投資100億元，規(guī)劃建設(shè)10條銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線、形成1.5GW生產(chǎn)能力。項(xiàng)目全部建成后，將成為國(guó)內(nèi)最大的銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池生產(chǎn)基地。目前，項(xiàng)目一期工程已建設(shè)2條150MW生產(chǎn)線，二期項(xiàng)目預(yù)計(jì)明年底正式達(dá)產(chǎn)。該項(xiàng)目全部投產(chǎn)達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)銷售收入1 000億元，并帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)資金投入600億元，帶動(dòng)就業(yè)近1萬(wàn)人。（安徽日?qǐng)?bào)）

銀隆新能源夯實(shí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈 鈦酸鋰儲(chǔ)能生態(tài)圈架構(gòu)初現(xiàn)

10月11日，國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡(jiǎn)稱《意見》）?！兑庖姟访鞔_了儲(chǔ)能在我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)中的戰(zhàn)略定位，并指出“未來(lái)10年內(nèi)分2個(gè)階段推進(jìn)相關(guān)工作，第1階段實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過(guò)渡；第2階段實(shí)現(xiàn)商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變”，給行業(yè)發(fā)展注入一陣強(qiáng)心劑。

技術(shù)進(jìn)步、成本下降，使鈦酸鋰電池吸引力大增，在國(guó)內(nèi)不少示范工程均有應(yīng)用。目前珠海銀隆新能源有限公司完成了南方電網(wǎng)合作國(guó)家儲(chǔ)能電池標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合制定、深圳寶清儲(chǔ)能電站示范工程，以及和國(guó)家電網(wǎng)合作的張北的風(fēng)光儲(chǔ)示范項(xiàng)目，銀隆新能源在發(fā)展儲(chǔ)能基本的定義和方向上，具備了產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。以寶清儲(chǔ)能電站示范工程為例，這是我國(guó)首個(gè)兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能站，也是世界上首個(gè)10kV無(wú)變壓器直掛電網(wǎng)的電池儲(chǔ)能站。由鈦酸鋰單體蓄電池組成的快速充放電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)起到平滑間歇性電源功率波動(dòng)、減小負(fù)荷峰谷差、增加備用容量3大作用。可以說(shuō)，該項(xiàng)目完美地驗(yàn)證在大容量、長(zhǎng)壽命鈦酸鋰電池技術(shù)和H橋鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在儲(chǔ)能系統(tǒng)中運(yùn)用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了4級(jí)均衡體系。除了工業(yè)儲(chǔ)能的應(yīng)用外，銀隆鈦的家庭儲(chǔ)能產(chǎn)品在電動(dòng)汽車儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能和高鐵、鐵塔等領(lǐng)域也擁有廣闊的發(fā)展空間，涵蓋發(fā)電側(cè)、供電側(cè)、用戶側(cè)3方面的應(yīng)用正在逐漸鋪展開展，一副架構(gòu)初現(xiàn)的鈦酸鋰儲(chǔ)能生態(tài)圈已赫然在目。據(jù)了解，除繼續(xù)發(fā)力電池的研發(fā)、生產(chǎn)制造上的核心技術(shù)和優(yōu)勢(shì)之外，珠海銀隆新能源有限公司還通過(guò)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，積極進(jìn)入電動(dòng)公交、電動(dòng)乘用車、儲(chǔ)能（工業(yè)化儲(chǔ)能和家庭儲(chǔ)能）領(lǐng)域，同時(shí)未來(lái)將會(huì)增加電池的梯級(jí)利用和回收等應(yīng)用領(lǐng)域，形成閉合循環(huán)的新能源產(chǎn)業(yè)鏈，真正成為儲(chǔ)能行業(yè)的領(lǐng)頭羊。（新華網(wǎng)）

新型蛋黃結(jié)構(gòu)Si/C復(fù)合材料奠定能量密度400Wh/kg鋰離子電池開發(fā)基礎(chǔ)

目前市場(chǎng)上主流電動(dòng)汽車的行駛里程和人們?nèi)粘３鲂行枨笕杂胁罹啵嵘齽?dòng)力電池能量密度是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)支持的北京大學(xué)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備出一種高比容量的自體積適應(yīng)性硅/碳負(fù)極材料，為開發(fā)高比能量鋰離子電池、進(jìn)一步提高電動(dòng)汽車行駛里程奠定了基礎(chǔ)。

開發(fā)高容量負(fù)極是研制400Wh/kg鋰離子電池的重要前提，硅基負(fù)極具有10倍于現(xiàn)有石墨負(fù)極的理論比容量，是當(dāng)前負(fù)極材料開發(fā)的重點(diǎn)。但硅基負(fù)極在循環(huán)過(guò)程中涉及巨大的體積膨脹，導(dǎo)致其循環(huán)穩(wěn)定差、循環(huán)庫(kù)侖效率低，嚴(yán)重制約了高容量硅基負(fù)極的實(shí)際應(yīng)用。北京大學(xué)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)原位包覆、刻蝕等途徑，制備出一種蛋黃結(jié)構(gòu)Si/C復(fù)合材料。由于在活性納米Si核與碳?xì)ぶg預(yù)留了緩沖空間，復(fù)合材料在充放電過(guò)程中表現(xiàn)出自體積適應(yīng)性和良好的結(jié)構(gòu)、界面穩(wěn)定性。該材料比容量達(dá)到1 300mAh/g，3C、500周和5C、1 000周后的容量保持率高達(dá)90%和80%。這一工作為開發(fā)能量密度達(dá)到400Wh/kg的鋰離子電池奠定了基礎(chǔ)。（科技部）

上海硅酸鹽所研制出新型耐高溫鋰離子電池隔膜

近日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，與華中科技大學(xué)教授胡先羅帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)合作，在此前羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線新型無(wú)機(jī)耐火紙的研究工作基礎(chǔ)上，研發(fā)出一種新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫鋰離子電池隔膜，該電池隔膜具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如柔韌性高、力學(xué)強(qiáng)度好、孔隙率高、電解液潤(rùn)濕和吸附性能優(yōu)良、熱穩(wěn)定性高、耐高溫、阻燃耐火，在700℃的高溫下仍可保持其結(jié)構(gòu)完整性。采用新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜組裝的電池，比采用聚丙烯隔膜組裝的電池具有更好的電化學(xué)性能、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。更重要的是，采用羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜組裝的電池具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，可耐高溫，在150℃高溫環(huán)境中能夠保持正常工作狀態(tài)，并點(diǎn)亮小燈泡；采用聚丙烯隔膜組裝的電池在150℃高溫下很快發(fā)生短路。如果采用該新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜，再匹配可耐高溫的電解液和電極材料，可進(jìn)一步大幅提高電池的工作溫度和安全性。該研究工作對(duì)大幅提高鋰離子電池的工作溫度范圍和鋰離子電池的安全性具有重要意義。預(yù)期該新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基耐高溫電池隔膜還可以應(yīng)用于多種其它類型的耐高溫電池和儲(chǔ)能體系，如鈉離子電池、超級(jí)電容器等。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)材料》上，并申請(qǐng)一項(xiàng)發(fā)明專利。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委、中科院上海硅酸鹽研究所創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目等的資助。（上海硅酸鹽研究所）

中科院深圳先進(jìn)院與物理所研發(fā)出新型高效雙離子電池

近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員唐永炳及其團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院物理所研究員谷林研發(fā)出一種具有核殼結(jié)構(gòu)的鋁碳納米球復(fù)合材料，并應(yīng)用于高效、低成本雙離子電池。這種新型結(jié)構(gòu)有效解決了鋁負(fù)極材料在充放電過(guò)程中的體積膨脹、循環(huán)性能差等問(wèn)題。

目前，商用鋰離子電池多采用石墨類負(fù)極材料，其理論比容量和壓實(shí)密度均較低，限制了鋰離子電池能量密度的進(jìn)一步提升。通過(guò)與鋰離子的合金化/去合金化反應(yīng)，廉價(jià)金屬負(fù)極通常具有更大的比容量，有望獲得更高的能量密度。其中鋁的理論比容量高，且儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉。然而，鋁負(fù)極在電池反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的體積膨脹，導(dǎo)致材料粉化，從而影響電池的循環(huán)穩(wěn)定性?；谏鲜隹紤]，研究人員研發(fā)出一種具有核殼結(jié)構(gòu)的鋁碳納米球復(fù)合材料，并將其作為負(fù)極材料，將天然石墨作為正極材料，成功研發(fā)出一種新型高效、低成本雙離子二次電池。相對(duì)于傳統(tǒng)鋰離子電池，該新型二次儲(chǔ)能電池具有更高的工作電壓，且環(huán)境友好。此外，由于核殼納米結(jié)構(gòu)有效緩解了鋁負(fù)極在合金化過(guò)程中產(chǎn)生的體積膨脹，并獲得了高度穩(wěn)定的SEI膜，使得該電池的循環(huán)穩(wěn)定性大幅提升。該電池有望促進(jìn)基于廉價(jià)金屬負(fù)極的高能量、低成本二次電池的快速發(fā)展。（中國(guó)科學(xué)報(bào)）

大連化物所在高能量密度低成本液流電池新體系研究取得新進(jìn)展

大連化物所儲(chǔ)能技術(shù)研究部（DNL17）張華民研究員、李先鋒研究員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)近期在液流電池新體系方面取得新進(jìn)展，開發(fā)出新一代高能量密度低成本中性液流鋅鐵液流電池體系。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)可再生能源普及應(yīng)用的關(guān)鍵核心技術(shù)，液流電池由于具有安全性高、儲(chǔ)能規(guī)模大、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。全釩液流電池是目前發(fā)展最為成熟的液流電池技術(shù)之一，現(xiàn)處于產(chǎn)業(yè)化示范階段。但該電池仍存在能量密度較低，成本較高的問(wèn)題。為此，研究團(tuán)隊(duì)選擇成本較低的氯化亞鐵（FeCl2）和溴化鋅（ZnBr2）作為活性物質(zhì)，構(gòu)建了中性液流電池體系。采用絡(luò)合技術(shù)解決了中性條件下鐵的水解問(wèn)題，利用多孔離子傳導(dǎo)膜替代傳統(tǒng)離子交換膜解決了由于鐵離子污染導(dǎo)致膜內(nèi)阻升高的問(wèn)題，并提高了中性介質(zhì)中離子在膜中的傳導(dǎo)性，大大提高了中性鋅鐵液流電池的性能和穩(wěn)定性。該電池在40mA/cm2工作電流密度條件下，能量效率超過(guò)86%，連續(xù)運(yùn)行超過(guò)100次循環(huán)性能無(wú)明顯衰減。該體系活性物質(zhì)濃度可達(dá)2M，其體積能量密度可達(dá)56Wh/L。更重要的是，與其他液流電池體系相比，該體系具有更低的成本（<400RMB/kWh），表現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。該工作對(duì)于新一代液流電池的研究開發(fā)，具有重要的指導(dǎo)意義。（中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所）

最高可節(jié)約能耗21%新型可充電鋅-空電池和電解水制氫技術(shù)研究獲突破

近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所環(huán)境與能源納米材料中心的研究人員，以尿素氧化降解反應(yīng)（Urea Oxidation Reaction，UOR）取代高過(guò)電位的氧氣析出反應(yīng)（Oxygen Evolution Reaction，OER）為思路，設(shè)計(jì)并研制出了新型節(jié)能的可充電鋅-空氣電池；同時(shí)，基于該思路發(fā)展了增強(qiáng)電催化電解水產(chǎn)氫技術(shù)。這為新型節(jié)能金屬-空氣電池器件的設(shè)計(jì)和清潔氫能源的開發(fā)利用提供了新思路。設(shè)計(jì)與研制新型、高效、環(huán)保的能源器件和技術(shù)，如金屬鋅-空電池、燃料電池、電催化分解水產(chǎn)氫等，是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)可持續(xù)清潔能源技術(shù)發(fā)展的重要研究?jī)?nèi)容之一。為了實(shí)現(xiàn)這些新型能源器件與技術(shù)的實(shí)用化和商業(yè)化，研究人員致力于發(fā)展各種高效電催化劑材料，進(jìn)而增加電池器件（如燃料電池、鋅-空電池）的性能或降低電催化分解水產(chǎn)氫的電壓，從而有效提高電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)換效率。非貴金屬電催化劑（過(guò)渡金屬基催化劑、碳基催化劑等）的設(shè)計(jì)和開發(fā)利用取得顯著成果，但其過(guò)高的電催化氧氣析出反應(yīng)（OER）過(guò)電位及其緩慢的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)過(guò)程，嚴(yán)重制約可充電空氣電池技術(shù)和電解水制氫能源技術(shù)的發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于不斷追求設(shè)計(jì)高效OER電催化劑的思路，利用另一種更高效且環(huán)保的氧化反應(yīng)（例如UOR）來(lái)取代低效率的氧析出反應(yīng)是新的發(fā)展思路。（合肥物質(zhì)科學(xué)研究院）