新能源材料

英國發(fā)現(xiàn)真菌可為生物燃料的生產(chǎn)提供方案

英國約克大學(xué)研究團隊在一種真菌中發(fā)現(xiàn)了一種酶，可以作為催化劑引發(fā)生化反應(yīng)，分解木質(zhì)纖維素。該項研究表明，這種酶可以使農(nóng)業(yè)廢料釋放出有價值的化學(xué)物質(zhì)，這可能為生產(chǎn)更多的生物燃料和有價值的化學(xué)物質(zhì)提供解決方案。

這項研究使用了林業(yè)和農(nóng)業(yè)廢料如麥秸中的木質(zhì)纖維素?？茖W(xué)家們長期以來一直認為，如果可以找到一種分解方法來有效地處理這種干物質(zhì)，則可以將其用作生產(chǎn)燃料和化學(xué)品的可持續(xù)資源。該研究團隊發(fā)現(xiàn)，名為Parascedosporium putredinis NO1的真菌產(chǎn)生的酶可以突破木質(zhì)素，從而開始降解過程，最終產(chǎn)生生物燃料。該研究證明了用這種酶處理可以提高木質(zhì)纖維素的消化率，提供了用木質(zhì)素生產(chǎn)有價值產(chǎn)品的可能性，同時降低了加工成本。（科技部）

加拿大阿爾伯塔大學(xué)研究從生物廢棄物中生產(chǎn)航空燃料

加拿大阿爾伯塔大學(xué)農(nóng)業(yè)、生命和環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授、首席研究員大衛(wèi)·布雷斯勒正在進行一個為期3年的項目，旨在利用農(nóng)業(yè)和食品業(yè)的可再生油脂，如餐館廢棄油脂、不可使用的作物油、乙醇工廠的玉米油等，為航空業(yè)開發(fā)低碳生物燃料。研究人員將在實驗室搭建先進的燃料測試平臺，并為生物航空燃料的商業(yè)化量產(chǎn)做準備。該項目已獲加拿大自然資源部289萬加元資助。

布雷斯勒表示，生物航空燃料是在不久的將來滿足排放標準的最快、最簡單、最有效的途徑。如果投入商業(yè)應(yīng)用，到2030年，僅在阿爾伯塔省，這種獲得專利的生物航空燃料就可能帶來約1.33億加元的收入。（科技部）

俄羅斯科研團隊研發(fā)出天然氣制取氫氣和乙烯技術(shù)

來自俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院催化所研發(fā)出采用納米超分散催化劑及激光輻射方法以天然氣作為原料制取氫氣和乙烯的技術(shù)，在俄羅斯科學(xué)基金的支持下現(xiàn)正從事數(shù)學(xué)建模工作，以將所研發(fā)的實驗室技術(shù)提升至中試水平，預(yù)計項目完成后可將產(chǎn)品貨值（與天然氣價格相比）提高數(shù)倍，具有極佳的應(yīng)用經(jīng)濟性。

科研團隊首先解決了甲烷的活化問題，一般是采用1200℃以上高溫或高活性催化劑進行甲烷的活化，然而前者的能耗高，后者對反應(yīng)產(chǎn)物具有更高的活性，可將其進一步分解為碳，由此限制了催化劑在所研發(fā)技術(shù)中的應(yīng)用，為此科研人員將催化劑改性成具有高活性的超分散納米粉末，并輔以激光輻射從甲烷中制取氫氣和乙烯單體。催化劑納米顆粒及甲烷氣流被激光輻射加熱至1200℃以上，納米顆粒上的甲烷開始分解，形成的化學(xué)基團擴散到冷介質(zhì)氣體中形成乙烷、乙烯和氫氣，即所研發(fā)的工藝技術(shù)為雙溫度介質(zhì)模式，活化發(fā)生于熱相中，而合成則在600～800℃的“冷”相中進行。

俄羅斯科研團隊所研發(fā)的此項節(jié)能技術(shù)既有助于氫能技術(shù)的發(fā)展，還可提高乙烯產(chǎn)量。（科技部）

英國格拉斯哥大學(xué)研究可回收新型3D打印電池

格拉斯哥大學(xué)研究人員開發(fā)了使用植物淀粉和碳納米管制成的新型3D打印電池，可為移動設(shè)備提供環(huán)保、高容量的電源，這將使得鋰離子電池能夠更有效地存儲和輸送電能。

研究人員通過在設(shè)計中引入微小的納米級和微米級細孔，在電極的尺寸和表面積之間取得更好的平衡。他們使用了增材制造技術(shù)（3D打?。﹣韲栏窨刂齐姌O中每個孔的大小和位置。在3D打印機中加載他們開發(fā)的材料，該材料結(jié)合了聚乳酸、磷酸鐵鋰和碳納米管。聚乳酸是一種可生物降解的材料，由玉米、甘蔗和甜菜的淀粉加工而成，可提高電池的可回收性。

研究發(fā)現(xiàn)，300μm電極電池具有70%的孔隙率，在測試過程中表現(xiàn)最佳，其比容量為151mAh/g，是具有相同厚度的固態(tài)電極的傳統(tǒng)鋰離子電池性能的2～3倍。（科技部）

日立造船開發(fā)出世界最大級別全固態(tài)鋰電池

日立造船集團利用其公司內(nèi)部技術(shù)，采用獨特制造方法，成功實現(xiàn)在無需機械加壓的條件下完成了全固體鋰離子電池的充放電。以前，機械加壓對全固態(tài)鋰電池充放電不可或缺。因為全固態(tài)電池體積小，能更快地儲存更多的電能，而且其用于儲存和釋放電能的固體電解質(zhì)固體具有阻燃性，安全性強，所以被稱為代替液體電解質(zhì)鋰電池的新一代電池。

日立造船新開發(fā)的全固態(tài)鋰電池容量達到1000mAh，其儲電容量被認為是當前世界最大級別。其適用溫度范圍廣，具體為-40～100℃。由于能夠承受高溫、真空等嚴酷環(huán)境，所以它將來在人造衛(wèi)星、工業(yè)機械、醫(yī)療器械等領(lǐng)域都具有廣泛應(yīng)用前景。（科技部）

法國國營鐵路公司揭開區(qū)域快速列車氫氣化序幕

法國國營鐵路公司（SNCF）正式敲定與阿爾斯通的14輛Regiolis氫燃料電池列車訂單（含2輛備選），總額近2億歐元。這批列車將自2023年起進行“空跑”測試，2025年后在奧羅阿、勃弗孔、東部和奧西塔尼亞等4個大區(qū)投入商業(yè)運營，旨在最終取代在鐵路網(wǎng)上部分非電氣化運行的柴油區(qū)域快速列車（TER），同時節(jié)省在已經(jīng)無利可圖的軌道上鋪設(shè)架空線供電的成本。

據(jù)SNCF預(yù)測，氫氣列車的成本高出柴油車30%，高出混電車20%。一般來說，TER電車單列造價為500萬～600萬歐元，而本次訂購的氫氣列車單列超過1700萬歐元。法國交通部長讓·巴蒂斯特·杰巴里宣布創(chuàng)建“交通創(chuàng)新局”，旨在協(xié)調(diào)行動以支持運輸業(yè)的創(chuàng)新。（科技部）

韓國民間企業(yè)計劃未來20年在氫經(jīng)濟領(lǐng)域投資43萬億韓元

韓國政府召開的氫能源經(jīng)濟委員會第3次會議上，SK、現(xiàn)代汽車、浦項、韓華和曉星等5大集團表示，未來20年間（2030年前）將投資43萬億韓元（約合人民幣2478億元）用于發(fā)展氫能源生產(chǎn)、存儲、運輸和應(yīng)用等氫經(jīng)濟領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)，韓國政府將為此提供政策扶持。

據(jù)了解，韓國政府計劃提供的政策扶持包括，實施清潔氫能認證制度，并為綠色氫能研發(fā)項目提供支援；爭取在2021年內(nèi)制定出液化氫能安全規(guī)定，以保障大規(guī)模液化氫能安全穩(wěn)定供應(yīng)；力爭于2021年上半年完成清潔氫能發(fā)電配額制度立法工作，加大清潔氫能燃料電池普及力度；支持由氫能企業(yè)組建氫能經(jīng)濟聯(lián)合會。（科技部）

加拿大啟動首個氫中心

加拿大首個氫中心在埃德蒙頓啟動，獲得聯(lián)邦、省、市三級政府225萬加元資助。該中心是一個由政府、原住民、學(xué)術(shù)和經(jīng)濟界領(lǐng)導(dǎo)人組成的聯(lián)盟，以推動低碳氫氣生產(chǎn)、使用、銷售和存儲。目前，該中心正在規(guī)劃至少25個項目，包括市政和商業(yè)的氫動力車隊、家庭和工業(yè)供熱和供電。埃德蒙頓地區(qū)被認為是加拿大氫經(jīng)濟的最佳啟動地，擁有全球最低的制氫成本、制氫經(jīng)驗、龐大的管道基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)以及碳捕獲、利用和封存場地。

氫中心是加拿大氫戰(zhàn)略的關(guān)鍵，埃德蒙頓區(qū)域氫中心將作為早期范例，將為其他區(qū)域發(fā)展氫經(jīng)濟提供可復(fù)制的經(jīng)驗。（科技部）

新型催化體系實現(xiàn)高效電催化析氫

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所納米反應(yīng)器與反應(yīng)工程學(xué)創(chuàng)新特區(qū)研究組研究員劉健團隊與大連理工大學(xué)研究員周思、天津大學(xué)教授梁驥團隊合作，通過單原子催化劑改性碳載體的策略，增強載體與其上負載金屬粒子間的相互作用，構(gòu)筑了鈷單原子催化劑摻雜碳載金屬釕（Ru）納米反應(yīng)器，實現(xiàn)了電催化析氫反應(yīng)中綠氫的高效制備，為碳載金屬納米催化劑性能的調(diào)控提供了新思路。

碳載體具有比表面積高、孔結(jié)構(gòu)豐富、穩(wěn)定性強、導(dǎo)電性好等優(yōu)勢，被廣泛用于電催化領(lǐng)域。然而，碳載體的惰性表面導(dǎo)致其與負載的金屬納米粒子間的相互作用力弱，難以有效調(diào)控金屬納米粒子的電子結(jié)構(gòu)和催化活性，抑制團聚的能力也較差。

針對上述問題，研究人員提出利用單原子摻雜調(diào)節(jié)碳載體π共軛結(jié)構(gòu)以增強其與金屬納米粒子間相互作用的策略。研究人員利用鐵鈷鎳等金屬單原子摻雜含氧石墨烯，并以其作為載體負載金屬Ru納米粒子，構(gòu)筑了包含金屬單原子、碳基底和Ru納米粒子的復(fù)合納米反應(yīng)器。理論計算表明，金屬單原子的修飾可實現(xiàn)含氧石墨烯表面電荷的重新分布，使單原子周邊碳原子呈缺電子狀態(tài)，顯著增強了負載Ru納米顆粒至碳載體的電子轉(zhuǎn)移能力。以電催化析氫反應(yīng)（HER）為模型，研究人員探究了該復(fù)合納米反應(yīng)器中金屬單原子摻雜誘導(dǎo)的Ru納米顆粒界面電荷重新排布對產(chǎn)氫效能的影響。通常，Ru對氫的吸附過強，導(dǎo)致其電催化分解水產(chǎn)氫的活性較低。然而，復(fù)合納米反應(yīng)器中遠離界面的Ru位點有利于水分子的裂解，為析氫反應(yīng)提供有效的氫源，同時界面處的Ru位點具有適中的氫吸附能力和高析氫活性。該復(fù)合納米反應(yīng)器催化HER反應(yīng)是目前文獻報道的最高活性之一。該研究不僅開發(fā)出高性能析氫電催化劑，還揭示了金屬單原子、碳載體與負載金屬納米顆粒之間的作用機制，實現(xiàn)了不同位點間的遠程協(xié)同和催化性能優(yōu)化，為基于多重活性位點的納米反應(yīng)器設(shè)計和構(gòu)筑提供了新思路。（中國科學(xué)院）

基于高電壓電解液的雙離子電池問世

近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳及其研究團隊，通過開發(fā)高電壓濃縮電解液顯著提升了雙離子電池的循環(huán)性能與能量密度。

相比于傳統(tǒng)鋰離子電池，雙離子電池通常采用石墨作為正極并依靠陰離子插層實現(xiàn)儲能，因此具有工作電壓高、成本低、環(huán)保等優(yōu)點，在規(guī)模化儲能領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。然而傳統(tǒng)有機電解液體系氧化電位低，難以滿足雙離子電池高電壓的工作要求，而具有寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口的離子液體電解液成本高且濃度有限（<1.5m），導(dǎo)致雙離子電池難以獲得高的能量密度和穩(wěn)定性。

鑒于此，科研人員在系統(tǒng)研究不同電解液溶劑和鋰鹽的匹配關(guān)系后，結(jié)合砜類溶劑和LiFSI鋰鹽的各自優(yōu)點，成功研發(fā)出4.0mLiFSI/TMS高電壓濃縮電解液體系。研究表明，該電解液體系具有以下明顯優(yōu)勢：電解液的氧化電位提升至～6.0V，明顯抑制了電池的產(chǎn)氣現(xiàn)象；陰離子插層石墨正極的容量和可逆性得到提升；陽離子在負極側(cè)的沉積/剝離可逆性得到明顯改善。采用該高電壓濃縮電解液，雙離子電池穩(wěn)定循環(huán)1000次后容量無明顯衰減，并顯著提升了電池的能量密度。該研究提供了提升雙離子電池性能的有效手段，對發(fā)展高效低成本儲能器件具有指導(dǎo)意義。（中國科學(xué)院）

寬溫貯氫合金及動力鎳氫電池研究獲進展

近日，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所承擔(dān)的吉林省科技發(fā)展計劃項目“寬溫貯氫合金及動力鎳氫電池生產(chǎn)及應(yīng)用”獲進展。

2018年，在吉林省重點科技研發(fā)項目的資助下，長春應(yīng)化所科研團隊開展寬溫鎳氫電池材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)過3年努力，開發(fā)出寬溫域型、長壽命型和高容量型3種新型號寬溫鎳氫電池用稀土貯氫合金及生產(chǎn)技術(shù)。其中高容量型合金的最大額定容量為350mAh/g，寬溫型貯氫合金在-45℃和60℃的容量分為額定容量的80%以上。此外，科研人員通過優(yōu)化鎳氫電池技術(shù)，進一步開發(fā)出在寬溫（-45～60℃）應(yīng)用的多種型號的寬溫鎳氫電池生產(chǎn)技術(shù)，寬溫鎳氫電池在-45℃和60℃的放電容量為額定容量的80%以上，且該類電池在-40℃下1C充放電循環(huán)100次容量保持率大于90%。

該項目已建成年產(chǎn)百噸級貯氫合金以及年產(chǎn)千萬安時電池的規(guī)模生產(chǎn)線，實現(xiàn)了貯氫合金及寬溫鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化并獲得應(yīng)用。該項目研究期間申請中國發(fā)明專利4項，牽頭制定了地方及團體標準3項。

該類鎳氫電池具有高比能、大功率、快速充放電、安全性好、長壽命等特點，可廣泛應(yīng)用于電動車輛以及通信電子等領(lǐng)域電源系統(tǒng)，并可為大型高技術(shù)裝備、極地考察設(shè)備以及高寒/高熱地區(qū)的能量存儲提供新型電源系統(tǒng)，具有廣闊應(yīng)用前景。（中國科學(xué)院）

西部首條光伏玻璃生產(chǎn)線在自貢點火投產(chǎn)

近日，凱盛（自貢）新能源太陽能新材料一期項目在自貢川南新材料產(chǎn)業(yè)基地投產(chǎn)點火。項目作為我國西部地區(qū)首條光伏玻璃生產(chǎn)線，填補西南地區(qū)缺少光伏玻璃供應(yīng)商的空白。

該項目由中國建材國際工程集團有限公司總包建設(shè)，采用目前國際先進的超薄寬板成型技術(shù)，以及美學(xué)雙層鍍膜、絲印背板深加工制造工藝，可年產(chǎn)3600萬m2太陽能電池蓋板玻璃、1350萬m2太陽能電池背板玻璃。（四川日報）