能源与环保

能源与环保

江西理工大学研制出薄如纸、可弯曲的新型电池

江西理工大学江西省动力电池及材料重点实验室的研究人员研制出一款新型可折叠锂电池。其轻薄如纸、可任意弯曲，性能优于目前的普通锂离子电池。

近年来，智能手机快速发展，而电池技术发展相对缓慢。普通电池的电极材料附着在金属片上，即便很薄，电极材料也很容易脱落。研究人员采用由碳纳米管制成的宏观膜替代传统的金属片，解决了这一问题，并提高了电池的能量密度。同等条件下，该新型电池的比容量、能量密度均高于传统商用锂离子电池，其在经历5次持续折叠的情况下仍能保持正常工作。此外，该新型电池非常适用于可穿戴设备的能量供应。

(W.XH)

我国SOFC系统独立发电技术获新突破

华中科技大学自主研制出了5kW级固体氧化物燃料电池（SOFC）独立发电系统，标志着我国SOFC系统独立发电技术取得新的突破，基本具备了进入工程化和产品化研制阶段的条件。

与传统发电方式相比，燃料电池具有零排放、无污染、噪声低等优点，且不受卡诺循环限制，能量转换效率高（理想转换效率达83%），基本不排放有害气体，是一种前景广阔的清洁能源。SOFC是目前主流的燃料电池之一，可直接使用天然气等燃料产生电能，且无需使用贵金属催化剂。SOFC系统独立发电技术的突破，将进一步推进其商业化应用，可广泛应用于交通运输、军事、航空等领域。

(中证)

美国开发新电解质可杜绝锂离子电池短路问题

美国能源部太平洋西北国家实验室的研究人员开发出一种新型电解质，不但能解决传统锂离子电池短路起火问题，还能大幅提高电池效能，延长电池使用寿命。研究人员称，采用该新型电解质，或可制造出更强大、更实用的下一代可充电电池，如锂硫电池、锂空气电池和锂金属电池等。

研究人员采用含有大量锂双（氟磺酰）的亚胺盐作为电解质，并加入了二甲氧基乙烷，使用锂阳极制造出了1个圆形的测试电池。测试发现，锂阳极上仅产生了一些平滑的锂节点而未出现大量的纤维状树突。经过1000次充放电循环后，测试电池的电量仍可达到初始值的98.4%，能量密度保持在4mA/ cm2，比传统锂离子电池提高了10倍以上。该新型电解质的应用，有望大幅降低锂离子电池的生产成本，缩小其体积，并显著提高锂离子电池的安全性。

目前，研究人员正在评估各种添加剂，以进一步提高电解质性能和锂离子电池的效率。

(KJ.0226)

新型快速充放电铝离子电池研发成功

美国斯坦福大学的研究人员研制出了世界首款可商业应用的高性能铝离子电池。与锂离子电池相比，其充电速度更快、寿命更长、成本更低、安全性更高。使用这种铝离子电池的智能手机充满电仅需1min，可取代目前广泛使用但仍有不足的锂离子电池和碱性电池。

研究人员将由铝制成的负极和由新型三维石墨材料制成的正极，以及一种相当于盐溶液的离子液体电解液置于由柔性高分子包裹的铝箔软包内，制造出了该新型铝离子电池，解决了铝离子电池研究在电极材料和电解质方面的瓶颈问题。

由于三维石墨具有优良的导电性能和巨大的比表面积，因此，用其制作的正极能够极大地缩短电池的充电时间。该铝离子电池还具有较长的寿命，充放电循环7500次后，其容量几乎没有衰减。而普通锂离子电池的充放电循环寿命一般仅为1000次。此外，该铝离子电池还具有可弯曲、生产成本较低等特点，可应用于柔性电子设备、可再生能源存储设备、家用电器等产品中。

目前，该新型铝离子电池的额定电压仅为传统锂离子电池的一半，还需要进一步提高其额定电压和能量密度。

(KJ.0409)

中科院新型黑硅电池研究获新进展

中国科学院微电子研究所在新型黑硅电池研究方面取得新进展。

黑硅具有良好的陷光特性和极低的光反射率（＜1%），在高效率、低成本晶体硅电池方面具有广阔的产业化应用前景。但其表面的纳米结构之间存在高密度的间隙，造成载流子横向输运能力差、电极接触性能不佳等问题，使其陷光特性无法在高效晶体硅太阳能电池中得到充分应用。

鉴于ZnO纳米线具有优异的光电特性和较高的载流子迁移率，研究人员创新性地将ZnO纳米线引入黑硅太阳能电池中，在硅纳米结构间隙生长出横向接触的ZnO纳米线，以促进光生载流子的横向输运与收集，从而有效减小接触电阻，提高电池效率。相关测试结果表明，ZnO纳米线的嵌入未改变黑硅电池良好的陷光特性，且明显改善了电极接触及载流子输运等特性，有助于黑硅电池效率的提升。ZnO材料成本低，制备工艺简单，与现有的晶体硅电池工艺具有良好的兼容性，具有广阔的应用前景。

目前，该项研究成果已申请国家发明专利，研究人员正致力于将其应用于高效背接触和异质结背接触电池研究方面。

(W.KY)

IBM研发出高倍聚光光伏太阳能电池系统

美国IBM公司的研究人员研发出一款结合光伏发电和太阳热利用的高效冷却热利用型高倍聚光光伏太阳能电池系统（HCPVT）。该系统在40m2的锅状阳光接受面上安装了36面椭圆形镜子进行聚光，在聚光点上安装了多接合型太阳能电池和冷却器（用于热交换），单位面积可聚集相当于平时2000倍的太阳光量，甚至还能达到5000倍。

该系统在吸收太阳光的过程中会产生水，可用于制造过滤饮用水或用作吸收式制冷机的热源。在日照充沛的地区（每天8h光照），一块1cm×1cm的光伏芯片平均能够转化200W～250W的能源。为了给设备降温，在HCPVT系统内部，90℃的水被设计穿过多孔膜蒸馏系统，而冷却水会被蒸发汽化直至脱盐成为淡水。该系统单位阳光接受面积（1m2）每天能制造30L～40L可饮用淡水，并产生2kWh的电能。大规模HCPVT系统能够为小城镇带来足够的淡水供应。

目前，该系统的产品原型正在进行测试，未来有望在日照充足的地区，为家庭、医疗及商业设施提供足够的能源和淡水。

(驱动)

我国核纯钍制备技术获澳大利亚专利授权

中国科学院长春应用化学研究所的研究人员开发的核纯钍溶剂萃取分离技术，获得了澳大利亚专利授权（专利号：AU2013201027）。至此，围绕核纯钍的分离制备，长春应化所已获得3项我国专利授权（专利号：ZL201110074345.8；Z L 2 0 1 2 1 0 5 5 2 7 5 2.X；ZL201210453853.1）和1项澳大利亚专利授权，并已申请美国专利1项。

钍是一种重要的核能燃料，而核纯钍的分离制备是钍核能开发的重要前提。钍元素非常稳定，必须吸收中子转化为铀-233后才能裂变，因此，核纯钍对中子毒物的含量要求非常严格，甚至要求达到50ppb（10-9）以下。

针对这一难题，研究人员成功开发了核纯钍溶剂萃取批量制备技术，中子毒物如钐、铕、钆和镝含量达到50ppb以下，取得了如下创新性成果：开发出了全新的核纯钍溶剂萃取体系，解决了萃取过程中微乳液对杂质的夹带难题，实现了钍和杂质元素的高效分离，突破了溶剂萃取制备超低杂质含量物质的极限；克服了传统高纯物质分离工艺不能连续生产的缺点，实现了核纯钍样品的连续批量制备，使长春应化所成为国内唯一掌握核纯钍连续批量制备技术的单位；与稀土清洁分离工艺相耦合，掌握了从钍资源高效分离提取到核纯钍制备的成套溶剂萃取技术体系，为我国钍基核能研发提供了坚实的原料生产技术保障。

(科苑)

韩国研发出摆动手臂即可获得能量的新型装置

韩国成均馆大学的研究人员开发出一种新型动态充电装置。将该装置佩戴在手臂上，在行走过程中自然摆动手臂就可产生和存储能量。

据了解，该充电装置的主要材料由双层织物组成，其中一层为镀银纤维，另一层为涂覆有聚二甲基硅氧烷的氧化锌纳米棒，两层材料在移动中产生摩擦后，就会在一端产生正电荷，而在另一端产生负电荷，从而形成回路。测试结果表明，4cm2的镀银材料和涂覆有聚二甲基硅氧烷的氧化锌纳米棒能够产生120V 65μA的输出，而使用无涂层的氧化锌纳米材料能够产生30V 20μA的输出，如同时使用4层材料，则能够产生170V 120μA的输出。研究人员称，该充电装置能够连续充放电循环12000次而性能不降低，为可穿戴设备提供了便携式充电解决方案。

(W.CB)

烟气污染源在线监测物联服务系统通过验收

由福建省计量院承担的福建省质监系统科技项目“烟气污染源在线监测物联服务系统研究”通过专家验收。

随着我国经济的快速发展，工业排污量日益增多。其中，燃煤锅炉向大气中排放的二氧化硫、烟尘等污染物严重破坏了空气环境。该项目研制的“污染源在线监测设备物联服务系统”具有在线诊断、过程控制及追溯、远程指导等物联服务功能，实现了移动检测平台的资源共享。专家一致认为，该系统设计科学、合理，功能完善，使用便捷，能够较全面地获取污染源在线监测设备实时的计量状态、维护记录等运行信息，可将现场多个监控点的数据信息实时采集并保存至现场的分中心或流动检测车上。该项目成果为污染源在线监测设备的准确、有效运行提供了快捷的计量服务平台，可为企业或监管部门提供远程诊断和计量技术指导服务，具有显著的社会效益。

(仪器)

日本研发出寿命可达70年的新型锂电池

日本夏普株式会社与京都大学的研究人员合作，成功研发出了使用寿命可达70年之久的锂离子电池。该锂离子电池的体积仅为8cm3，采用基于计算机的最新模拟技术，优化了铁及硅等正极材料组合。

测试结果表明，该锂离子电池的充放电次数可达2.5万次，按照每天充放电1次计算，使用寿命可长达70年，达到了普通锂离子电池的6倍。据夏普称，实际充放电1万次之后，其性能依旧稳定。

研究人员计划将这种长寿命锂离子电池应用在风力及太阳能发电等间歇性发电系统中，作为大型蓄电池使用，以保证稳定输出，从而降低对电网的影响，并延长蓄电池的更换周期，大幅降低发电成本。

(W.TX)

我国首个核电厂退役工程技术研发中心成立

近日，我国首个核电厂退役工程技术研发中心正式揭牌成立，填补了国内核电厂退役研究领域的空白，为打造核心竞争力创造了良好平台。该中心由中核核电运行管理有限公司和中国核动力研究设计院联合成立，双方将有效整合现有资源，通过资源的优化配置，着手开展核电厂退役工程的标准体系、技术、管理等方面的研究。

核电厂退役活动是一项涉及核安全、技术、经济、社会和公众等诸多因素的系统工程。核电厂的退役活动延续时间可能达几十年甚至上百年，复杂程度较其它核设施退役要高很多。安全、经济地退役，不仅关系着核工业与核技术的持续发展，还关系着生态环境安全和子孙后代的健康。根据国际经验，核电厂需提前开展退役准备和技术研发工作，但目前我国还没有核电厂退役实践。现阶段，核电厂退役工作的研究与准备是我国核电行业面临的重要研究课题，市场潜力巨大，应用前景广阔，社会效益和经济效益显著。

(W.BJX)