新能源材料

法馬通先進(jìn)核燃料技術(shù)取得重要進(jìn)展

美國核管會（NRC）已接受法國法馬通公司提交的專題報告，涉及法馬通制定的一套先進(jìn)代碼和方法。這套代碼和方法適用于高豐度燃料（即鈾—235豐度超過5%）的操作條件。法馬通公司表示，這是向著制造高豐度和高燃耗的核燃料邁出的關(guān)鍵一步。

增加鈾—235豐度和燃耗有助于提高核燃料利用率，并系統(tǒng)地提高核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。法馬通表示，致力于將具有經(jīng)濟(jì)效益的先進(jìn)技術(shù)引入核燃料制造行業(yè)。

法馬通的先進(jìn)代碼和方法可為運營商提供較大的運行裕量增益，如果結(jié)合法馬通提供的高豐度和高燃耗燃料技術(shù)，則能夠提高反應(yīng)堆的運行靈活性。該專題報告旨在證明，法馬通能夠有效地模擬反應(yīng)堆的行為，可以在使用高豐度和高燃耗的燃料的操作條件下對中子行為、熱工水力工況、冷卻劑損失事故（LOCA）影響以及熱機(jī)械性能等進(jìn)行評價。（中國核科技信息與經(jīng)濟(jì)研究院）

加拿大用3D打印技術(shù)開發(fā)核燃料

加拿大核實驗室（CNL）表示，通過利用新的幾何構(gòu)造、新材料、新的燃料混合物，以及將其他材料嵌入核燃料本身的能力，3D打印技術(shù)為開發(fā)核燃料開辟了新途徑。

2020年，CNL一直在開發(fā)一項將金屬散熱片嵌入到傳統(tǒng)燃料芯塊中的設(shè)計。這些散熱片將有助于將熱量從燃料內(nèi)部傳到燃料表面，并傳到反應(yīng)堆冷卻劑。模擬結(jié)果表明，嵌入這些金屬散熱片后，核燃料的溫度可以大幅降低。

隨著建模工作的推進(jìn)，研究團(tuán)隊計劃2022年開始制造核燃料。CNL表示，盡管該項技術(shù)主要用于“坎杜”重水堆燃料，但也可推廣至壓水堆和沸水堆燃料研究。（中國核科技信息與經(jīng)濟(jì)研究院）

德國將為氫能項目提供100億美元資金

德國政府近日表示，將為62個大型氫能項目提供100億美元的資金。

德國經(jīng)濟(jì)部部長彼得·奧特梅爾表示，德國希望成為氫能技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，上述投資計劃是使德國朝碳中和邁出的重要一步。通過使用氫能，德國每年可從煉鋼和化工行業(yè)減少數(shù)百萬噸的二氧化碳排放。德國能源部負(fù)責(zé)監(jiān)督其中50個氫能項目，德國交通部將為交通領(lǐng)域的12個氫能項目提供資金，這些項目包括燃料電池系統(tǒng)和車輛的開發(fā)和制造，包括乘用車、卡車和公共車輛。（中國石化報）

寶馬氫燃料電池車揭開面紗

寶馬集團(tuán)日前在歐洲公共道路開始BMW i Hydrogen NEXT氫燃料電池原型車的相關(guān)測試，對氫燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)、底盤技術(shù)和電子電氣系統(tǒng)進(jìn)行真實環(huán)境下的全面測試。2022年，將基于現(xiàn)款BMW X5小規(guī)模生產(chǎn)BMW i Hydrogen NEXT車型，配備氫燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)。車型的開發(fā)得益于寶馬集團(tuán)第五代eDrive電力驅(qū)動系統(tǒng)，利用創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)一步實現(xiàn)碳減排。

相關(guān)分析人士表示，氫燃料電池是未來新能源汽車發(fā)展的主要技術(shù)路線之一。值得重視的是，由于比純電動和混動在理論上可能更加清潔和環(huán)保，有望在世界各國獲得政府補(bǔ)貼，而且也能滿足各國節(jié)能減排要求，在減少碳排放的同時，獲得碳積分?，F(xiàn)在全世界都非常重視氫燃料電池，寶馬作為總部在德國的世界車企巨頭，現(xiàn)在提前進(jìn)行布局，戰(zhàn)略是正確的，可以比其他歐洲車企有更多的技術(shù)積累。

目前，全球氫燃料電池汽車的研發(fā)主要集中在日本、韓國和中國，我國主要以上汽、廣汽、長城等車企為主。（上海證券報）

我國科學(xué)家大幅提升

利用太陽能制氫效率

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊基于窄帶隙半導(dǎo)體材料，設(shè)計了一種具有近紅外活性的晶格匹配的形貌異質(zhì)結(jié)光陽極材料，所研制的異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出優(yōu)異的光電化學(xué)制氫性能。相關(guān)成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

將太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)燃料提供了一種存儲可再生能源的方法。然而，光電化學(xué)制氫的實際應(yīng)用依然受阻于其低的能量轉(zhuǎn)換效率。目前，越來越多的半導(dǎo)體可以作為光陽極材料。但是，這些半導(dǎo)體一般具有寬的帶隙，這將他們的光譜吸收范圍限制在紫外光區(qū)和可見光區(qū)。但是紅外光占了太陽光能量的50%左右，所以，將材料的光譜吸收范圍擴(kuò)展至紅外區(qū)有助于器件的效率大幅提升。

研究人員設(shè)計了一種具有晶格匹配的形貌異質(zhì)結(jié)的三元合金基光陽極，該電極的光譜吸收范圍擴(kuò)展到了1100nm，其光電化學(xué)制氫的能量轉(zhuǎn)換效率得以改善。晶格匹配的形貌異質(zhì)結(jié)由于避免了晶格失配的影響而降低了界面缺陷的存在，有利于降低光生載流子的復(fù)合速率。實驗證明，異質(zhì)結(jié)的存在提高了光生載流子的分離效率，進(jìn)而延長了載流子的壽命。因此，在近紅外光下，該材料光陽極的IPCE和光電流密度均展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。（科技日報）

武漢氫燃料電池催化劑取得突破，領(lǐng)先國際水平

日前，“質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑”項目作為科技成果轉(zhuǎn)化落地項目正式簽約。該項目由武漢眾宇動力系統(tǒng)科技有限公司與華中科技大學(xué)共同發(fā)起，圍繞燃料電池核心技術(shù)領(lǐng)域開展產(chǎn)學(xué)研用合作、探索開發(fā)新型燃料電池催化劑，提高催化劑的性能，降低成本并進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。

目前，比較常見的是質(zhì)子交換膜氫燃料電池，通過電化學(xué)反應(yīng)直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在這個過程中，目前普遍采用鉑合金催化劑來促進(jìn)這個化學(xué)反應(yīng)過程。而鉑的儲量十分有限，價格昂貴，同時當(dāng)前普遍采用的催化劑生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜，不同批次的產(chǎn)品穩(wěn)定性也參差不齊，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，且在生產(chǎn)過程中因使用有毒的有機(jī)物質(zhì)導(dǎo)致有污染物排放，不利于環(huán)保。

眾宇品牌負(fù)責(zé)人介紹，2020年，武漢眾宇攜手華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院李箐教授團(tuán)隊，共建“華中科技大學(xué)—眾宇動力氫燃料電池技術(shù)中心”，致力于新型高性能催化劑的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，在減少鉑使用量、降低成本的基礎(chǔ)上提升其穩(wěn)定性和耐久性。

經(jīng)過一年多的技術(shù)攻關(guān)，項目團(tuán)隊研發(fā)出一種新型高性能（陰極氧氣還原反應(yīng)）催化劑，不僅大大降低鉑的使用量，成本大幅降低，同時催化劑的穩(wěn)定性和耐久性大幅提升——衡量催化劑最關(guān)鍵的一個指標(biāo)：質(zhì)量活性比達(dá)到0.44A/mg，高于美國能源部的標(biāo)準(zhǔn)。該項技術(shù)解決了質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑的核心技術(shù)難題，對催化劑的產(chǎn)業(yè)化打下了堅實的基礎(chǔ)，領(lǐng)先于國際水平。（長江日報）

福建物構(gòu)所鈣鈦礦太陽能電池研究獲進(jìn)展

缺陷鈍化是提升鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率與穩(wěn)定性的有效方法。路易斯堿是鈣鈦礦太陽能電池常用的鈍化添加劑之一，被定義具有C=O、S=O、P=O、-CN等吸電子官能團(tuán)的有機(jī)小分子，是給予外界電子的電子對供體。在傳統(tǒng)的路易斯堿上添加質(zhì)子官能團(tuán)（-OH、-NH等）的分子顯示出比純路易斯堿更高效的鈍化效果，但其詳細(xì)的作用機(jī)理尚未被研究與證明。理論計算證明，表面活性氧（超氧離子O2-）對鈣鈦礦薄膜與器件的穩(wěn)定性造成損害，而目前幾乎沒有針對預(yù)防超氧降解鈣鈦礦過程的鈍化分子的相關(guān)實驗研究。

中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計與組裝/福建省納米材料重點實驗室研究員高鵬將路易斯堿官能團(tuán)與質(zhì)子官能團(tuán)于聚芳香共軛分子上進(jìn)行組合，得到純路易斯堿體系分子9CN-PMI與路易斯堿/質(zhì)子體系分子4OH-NMI，并將其引入到鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中，制備出鈍化之后的鈣鈦礦薄膜與器件。對2種不同類型分子的表征對比顯示，具有路易斯堿/聚芳香共軛/質(zhì)子結(jié)構(gòu)的分子4OH-NMI可起到更優(yōu)異的化學(xué)鈍化作用，其所擁有的C=O/-OH官能團(tuán)體系能夠有效鈍化正負(fù)電荷缺陷與鉛團(tuán)簇，鈍化劑的-OH可以通過氫鍵與I-相互作用，從而促進(jìn)C=O基團(tuán)與反位Pb2+缺陷的相互結(jié)合，使鈍化效果最大化。理論計算與穩(wěn)定性測試證明，4OH-NMI具有更加顯著的能帶鈍化（Energeticpassivation）作用，即鈍化分子產(chǎn)生良性的中間能隙態(tài)，該能隙態(tài)位于氧氣產(chǎn)生的電子陷阱態(tài)之上，能夠搶在氧氣之前捕獲鈣鈦礦上的光激發(fā)電子，避免超氧離子的形成，進(jìn)而提高鈣鈦礦器件的穩(wěn)定性。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，4OH-NMI與9CN-PMI的加入可以提高鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的粘度，從而顯著增加鈣鈦礦膜的厚度以實現(xiàn)更高的光收集效率。4OH-NMI鈍化后的鈣鈦礦電池效率達(dá)23.7%，且表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。（福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所）

超1/3的央企已布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈

國新辦就2021年上半年中央企業(yè)經(jīng)濟(jì)運行情況舉行新聞發(fā)布會。國務(wù)院國資委秘書長、新聞發(fā)言人彭華崗表示，超過1/3的中央企業(yè)已經(jīng)在制定包括制氫、儲氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈布局，取得了一批技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用的成果。

彭華崗介紹，對于碳達(dá)峰、碳中和行動，國資委高度重視，正在積極研究制定有關(guān)意見和方案，推動中央企業(yè)更好地在碳達(dá)峰、碳中和行動中發(fā)揮作用。同時，國資委穩(wěn)步推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，指導(dǎo)中央企業(yè)嚴(yán)格控制化石能源的消費，積極發(fā)展非化石能源，因地制宜地開發(fā)水能，加快發(fā)展風(fēng)電、光伏發(fā)電，積極有序發(fā)展核電，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，統(tǒng)籌推動氫能的“制運儲用”全鏈條發(fā)展。

彭華崗表示，國資委正在組織中央企業(yè)加強(qiáng)低碳零碳負(fù)碳的科技攻關(guān)，引領(lǐng)帶動綠色低碳技術(shù)的突破。在央企的一些項目中，已在布局風(fēng)電、核電、氫能、新能源汽車等綠色低碳技術(shù)裝備攻關(guān)任務(wù)，加大力度推進(jìn)智能電網(wǎng)、儲能、氫能、碳捕集等技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。（中國能源報）

中關(guān)村（房山）氫能產(chǎn)業(yè)園正式獲批

近日，中關(guān)村（房山）氫能產(chǎn)業(yè)園正式獲得中關(guān)村國家自主示范區(qū)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室批復(fù)，助力新材料基地構(gòu)建氫能特色產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

中關(guān)村（房山）氫能產(chǎn)業(yè)園在中關(guān)村管委會的大力支持下，以新材料產(chǎn)業(yè)基地為核心，以北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司為主要載體，打造國內(nèi)有影響力的氫能產(chǎn)業(yè)特色園區(qū)。目前，氫能產(chǎn)業(yè)園已編制完成氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，初步明確了中關(guān)村氫能特色產(chǎn)業(yè)園的建設(shè)思路、規(guī)劃布局等，將依托燕山石化豐富的工業(yè)副產(chǎn)氫資源和環(huán)宇京輝制、儲、運氫的技術(shù)實力、運輸能力和安全管理經(jīng)驗，打造集制氫、儲氫、運氫、加氫全產(chǎn)業(yè)鏈的氫能供應(yīng)體系，建設(shè)完善加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施，推動燃料電池汽車在文旅、公交、物流等領(lǐng)域示范運行，打造京津冀區(qū)域優(yōu)質(zhì)優(yōu)價氫能保供基地、國內(nèi)領(lǐng)先的燃料電池汽車示范區(qū)以及國內(nèi)重要的氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)基地。（中國能源報）

上海提升太陽能電池設(shè)備工藝技術(shù)開發(fā)水平和研制能力

上海印發(fā)《上海市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》。規(guī)劃提出，提升新型高效晶體硅太陽能電池、薄膜太陽能電池設(shè)備工藝技術(shù)開發(fā)水平和研制能力。加快發(fā)展大型風(fēng)力發(fā)電裝備及其關(guān)鍵零部件，突破提升10MW和15MW大型直驅(qū)海上風(fēng)機(jī)技術(shù)，提升大功率風(fēng)機(jī)整機(jī)制造能力。推進(jìn)第三代核電成套裝備推廣應(yīng)用，做好第四代核電技術(shù)儲備，釷基熔鹽堆實驗研發(fā)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。開發(fā)支持新能源接入的核心器件，發(fā)展新型電網(wǎng)技術(shù)。推進(jìn)超導(dǎo)電纜系統(tǒng)工程應(yīng)用。突破大規(guī)模儲能電池等儲能裝置在電網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)的應(yīng)用。（上海市人民政府）

廣州黃埔大力發(fā)展

氫能產(chǎn)業(yè)集群

廣州市黃埔區(qū)、廣州開發(fā)區(qū)日前宣布出臺“氫能10條”2.0版，希望吸引更多國內(nèi)外氫能領(lǐng)域頭部企業(yè)落戶，對氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈，形成以大企業(yè)為重點、相關(guān)配套企業(yè)聚集發(fā)展的氫能產(chǎn)業(yè)集群。黃埔區(qū)發(fā)展和改革局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，力爭到2025年，全區(qū)實現(xiàn)“三個5”的目標(biāo)：5000輛氫燃料電池汽車示范應(yīng)用、500億元氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模、50萬t碳排放減排量。（人民日報）

國內(nèi)首個站內(nèi)天然氣制氫加氫一體站在佛山試運行

佛燃能源集團(tuán)股份有限公司（以下簡稱“佛燃能源”）投資建設(shè)的南莊制氫加氫加氣一體化站（以下簡稱“南莊站”）啟動試運行。南莊站是國內(nèi)首個站內(nèi)天然氣制氫加氫一體站，日制氫加氫能力達(dá)到1100kg，可滿足公交車100車次或物流車150車次的加氫需求。

據(jù)悉，南莊站站內(nèi)天然氣制氫能力為500標(biāo)準(zhǔn)m3/h，電解水制氫能力為50標(biāo)方/小時，日制氫加氫能力達(dá)到1100kg，可滿足公交車100車次或物流車150車次的加氫需求，站內(nèi)撬裝式天然氣制氫裝置已具備生產(chǎn)純度超99.999%的氫氣的條件。南莊站安裝的屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量達(dá)230kW，年發(fā)電量24萬kWh，可通過電解水工藝生產(chǎn)5 000kg綠氫。（廣州日報）