可同时采集光能和机械能的复合能源衣

中国科学院纳米能源与系统研究所、美国佐治亚理工学院王中林教授课题组与重庆大学范兴副教授课题组合作，成功将新型高分子纤维基太阳能电池与纤维摩擦纳米发电机共同编织，形成了一种单层、轻质、透气、廉价的新型全固态智能可穿戴织物，研究成果发表于《自然-能源》。该织物不仅可以采集太阳光能，还可以同时将人体运动导致的织物内部纤维机械摩擦转化成电能，从而驱动随身电子设备不间断地工作。实验结果表明，一个长5厘米，宽4厘米的单层织物在户外阳光以及机械运动的共同驱动下，不仅可以给电子表，手机等设备提供持续电能，还可以驱动电解水等电化学反应。由于该能源织物具有轻薄，柔软，可穿戴，可折叠，透气性好等优良性质，它将会用在穿戴电子、人体健康、能源，军事等领域。

高温太阳能热化学循环制备燃料气

中科院工程热物理研究所分布式供能与可再生能源实验室发现了一种通过利用化石燃料（例如甲烷）吸热反应来回收等温法热化学循环反应器下游废热和未反应气体（例如水或者二氧化碳）的方法，并提出了基于甲烷重整的太阳能热化学多联产系统，成果发表于《应用热工程》。等温法氧化反应后的混合气体温度能够降低至600-850摄氏度，且混合气体的热值能够提高。在等温热化学反应器下游整合化石燃料能够进一步提高合成气的产量和利用太阳能。在此基础上，科研人员提出了基于甲烷重整的甲醇动力多联产系统，生产单位质量的甲醇需要的化石燃料消耗大约为22GJ/ton，比目前典型的工业生产过程的能耗低，最佳太阳能到甲醇的转换效率可高达44%以上。

金属/碳化硅光催化有机合成

中科院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室郭向云研究团队与美国伊利诺伊大学香槟分校杨宏教授合作，采用能够响应可见光的立方型高比表面积碳化硅（SiC）为载体，利用金（Au）纳米颗粒的表面等离子体共振效应，设计出新型Au/SiC光催化体系，在室温常压和可见光照的条件下，成功实现ɑ，β-不饱和醛选择性加氢生成ɑ，β-不饱和醇，相关工作发表于《美国化学会志》。ɑ，β-不饱和醇是药物、香料及其它精细化工产品生产中的重要原料和反应中间体，在有机合成中有着广泛的应用。光催化能够有效利用太阳能，在温和条件下加快反应进程，并且能够定向合成目标产物，提高目标产物的收率，因此在有机合成中受到了广泛关注。

微藻高效电解气浮采收新技术

中科院青岛能源所微藻生物技术团队开发了一种基于石墨双电极的电解气浮微藻采收技术，相关结果发表于《藻类研究》。利用光合自养进行微藻大规模生产时，微藻培养液中细胞浓度一般不超2g/L，因此如何从巨大量的培养液中高效经济的采收微藻细胞一直是影响微藻能源与资源化利用的关键技术之一。传统的絮凝、沉降、离心、过滤等技术或因效率低、能耗高、连续操作困难等问题而不能适用于微藻的大规模采收。研究利用安装在气浮器底部的特殊设计的梳状双层石墨双电极在直流电（不高于5伏特）作用下高效电解水产生大量微气泡来代替传统的溶气水。结果表明，每采收1公斤微藻（干重），电解气浮能耗只需要0.03kWh，只有传统溶气气浮能耗的1/5，离心能耗的1/30，降低了微藻采收成本。

能源

驱动随身电子设备工作

新型全固态智能能源织物的结构设计

烷烃碳氢键不对称官能化

中科院上海有机化学研究所刘国生团队通过发展金属催化的自由基接力新策略，成功实现了铜催化苄位碳氢键的不对称氰化反应，以最短的路线合成了手性腈类化合物，该成果发表于《科学》。研究人员提出将反应中的碳自由基中间体转化为金属有机物种来实现选择性控制的策略，以此来解决烷烃的C-H键不对称直接官能化的难点问题。他们通过发展金属催化/自由基接力的新策略，利用原位形成的高活性的自由基来攫取苄位的氢，在温和条件下生成的苄位自由基，再与手性噁唑啉/铜氰络合物高立体选择性地结合形成高活性的有机金属铜中间体，继而实现了碳自由基的不对称控制，成功地发展了苄位碳氢键的不对称氰化反应，无需邻位定位基团的参与就可以实现从苄位碳氢键到手性芳基乙腈的直接高效转化。

催化合成氨研究进展

中科院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室（筹）陈萍研究员、郭建平博士提出了“双活性中心”催化剂设计策略，并由此开发出了一系列过渡金属与氢化锂组成的复合催化剂体系，实现了氨的低温催化合成，相关研究成果于近期发表在《自然-化学》期刊上。研究将氢化锂作为第二组分引入到催化剂中，构筑了“过渡金属—氢化锂”这一双活性中心复合催化剂体系，并提出了“活化氮转移”的反应机理，使得氮气和氢气的活化及中间物种的吸附发生在不同的活性中心上，从而打破了单一过渡金属上的反应能垒与吸附能之间的限制关系，使得氨的低温低压合成成为可能。

聚乙烯废塑料温和可控降解

中科院上海有机所黄正课题组和加州大学尔湾分校管治斌课题组合作，在聚乙烯废塑料降解研究取得突破，相关成果发表于《科学进展》。利用交叉烷烃复分解催化策略，使用价廉量大的低碳烷烃作为反应试剂和溶剂（此类低碳烷烃在石油炼制中大量生成，不能作为燃油或天然气，使用价值非常有限），与聚乙烯发生重组反应，有效降低聚乙烯的分子量和长度。在反应体系中低碳烷烃过量存在，所以可多次参与聚乙烯的重组反应，直至把分子量上万、甚至上百万的聚乙烯降解为清洁柴油。该催化体系为解决“白色垃圾”环境污染提供了一种可能的途径；另一方面“变废为宝”，促进碳资源循环利用。

磁约束聚变高性能等离子体稳定性控制

中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所先进实验超导托卡马克（EAST）团队研究员孙有文等人对在EAST托卡马克上利用外加共振磁扰动抑制边界局域模的物理过程进行了深入研究，相关研究成果发表于《物理评论快报》。研究利用EAST上最新安装的共振磁扰动线圈，实现了类ITER射频波主导加热、低动量注入条件下的共振磁扰动对边界局域模的完全抑制，同时在实验上观察到了共振磁扰动对边界局域模从缓解到抑制的非线性转化过程，揭示了等离子体对外加磁扰动的非线性响应，以及边界磁场拓扑结构的改变对于实现抑制边界局域模起到了关键的作用。该项研究将有助于推动控制手段的物理机理的研究，同时可将这一控制手段推广到聚变堆的应用。endprint