新能源材料

2017-04-23 11:33
新材料产业 2017年6期
关键词:储能电池

日本开发高活性催化剂

许多无机金属氧化物可以用作氧还原、析氧及析氢反应中能量变换的催化剂,但在多数情况下,它们的催化性能却并不高。究其原因,主要是它们的导电性低、催化活性点的面积小。日本九州大学的研究小组用导电性强的碳纳米管(CNT)作基本材料,首先用聚苯并咪唑(PBI)将其包裹覆盖,然后通过溶剂热法,在其上面合成尖晶石结构的无机金属氧化物(NixCo3-xO4)。采用此法制成的燃料電池用催化剂的氧还原及析氧反应的效率非常高,而且催化剂的耐久能力也很强。课题组将以往制作CNT/PBI/Pt催化剂的方法应用到无机金属材料,在导电性强的纳米管上均匀涂覆尖晶石结构的无机金属氧化物纳米晶体,从而提高了催化剂活性。(科技部网站)

韩研究团队研发出彩色太阳能电池

韩国科学技术研究院(KIST)清洁能源研究中心闵炳权博士与国民大学应用化学系都英乐教授的共同研究团队发布消息称,已成功研制出了薄膜型彩色太阳能电池。

研究团队称彩色太阳能电池是在由铜、铟、镓、硫磺、硒等构成的薄膜太阳能电池(CIGS薄膜太阳能电池)表面粘贴光感薄膜而成。通过光感薄膜表面规则的结构,选择性的反射特定光的波长可以产生不同的颜色。例如,欧泊石、闪蝶、孔雀翎儿等就是利用了这样的原理而产生不同的颜色。闵炳权博士称本次研发的薄膜太阳能电池虽然有多种颜色但是还是可以保证一定的透光性。而且今后彩色太阳能电池也可以成为建筑一体型的门窗材料,也能推动相关的产业的发展。(环球网)

中国可燃冰试采技术装备完全自主创新

5月18日,中国南海神狐海域可燃冰试采实现连续187h的稳定产气。这是中国首次实现海域可燃冰试采成功,是“中国理论”、“中国技术”、“中国装备”凝结而成的突出成就,将对全球能源生产和消费革命产生深远影响。

2010年底,由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审,科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体,显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后,再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查,调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域,调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。南海北部神狐海域作为可燃冰富集区,是调查重点之一。此次水合物试采作业,大量国产化装备成功投入应用,充分表明“中国制造”已走在世界的前列。首先,必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功的世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”,这个净重超过4.3万t、37层楼高的庞然大物2017年2月刚“诞生”,就从中国烟台起航,于3月28日抵达神狐海域实施试采。该平台是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台,可适用于全球任何深海作业。

此次开采试验为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题,并在之后3~5年内开展第2次试采,进一步为商业化开采打好技术铺垫。如,试采过程中,由于地层复杂而导致施工困难很大,测井数据采集需要面对高排量与低排量钻进之间的矛盾;泥浆比重配值、钻井安全及地层防漏失问题的协调;地层可动水含量少对测试过程控制造成的困难,以及如何解决长期开采防砂、稳产等难题,都是本次试采遇到的需要通过后续研究来解决的问题。(中国新闻网)

我国实现世界首例生物法合成气制油

近日,一套主反应器为100L规模的合成气制油中试系统,在湖北某中试基地实现了超过2个月的连续运行与油品产出,标志着我国煤化工与煤炭清洁高效利用技术的革命性突破,意味着我国煤化工行业技术创新能力继续在全球范围内保持先进水平。

该系统由合成气发生工段、生物发酵工段与产品后处理工段3部分组成。生物发酵工段中,合成气中的一氧化碳、氢气、二氧化碳首先转化成乙酸,乙酸再被转化为不饱和长链油脂。该油脂可进一步加工为生物航煤、柴油和汽油等液体燃料,以及基础油、润滑油等化工产品。与此同时,该技术还在山西潞安集团的大型化工厂内实现了焦炉煤气生物法制油的中试放大,目前正酝酿下一步产业化合作方案。

这项技术创新的实施方——上海吉态来生物技术有限公司(以下简称“吉态来生物”)潜心于生物法合成气制油领域的开发与应用。其掌握的生物催化技术能够在常温、低压等温和条件下发挥作用,具有高选择性、耐硫、耐尘等优势,既可大幅降低煤化工项目的投资和能耗成本,又可全面提升项目运行的环保和安全生产水平。

近年来,随着一批国家煤化工示范项目的陆续建成投产,中国自主煤化工技术进入商业化阶段,产业规模迅速增加,企业和地方政府投资积极性高涨。据公开报道,仅各地上报发改委欲获得“路条”的煤化工项目就达104个,总投资额约2万亿元左右。而在已披露的《煤化工“十三五”规划》初稿中,提出将主要对煤制超清洁油品和低阶煤的分级分质利用等5类产业模式进行升级示范。生物法合成气制油技术的发展正迎合了这一产业政策导向。(中国化工报)

2020年我国储能技术总装机规模将达到44GW

5月22-24日,由国家能源局科技装备司指导,中国能源研究会、中关村管委会、中关村海淀园管委会支持,中关村储能产业技术联盟(CNESA)主办的“储能国际峰会暨展览会2017”在北京国家会议中心召开。

“储能国际峰会暨展览会2017”聚焦“引领储能行业发展,推动商业化进程”,力邀全球储能及电力行业相关单位的3 000多名产业精英、100多位国内外权威演讲嘉宾和50多家参展企业,立足全球视野,共同探究:2017年储能商业化发展新动力,共同就储能产业当下发展的共性问题和市场热点展开深度探讨。

会上,中国工程院院士杨裕生、中国科学院院士/中国电力科学研究院名誉院长周孝信、中关村海淀园管委会副主任黄英等专家和领导致辞;原国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任/扎耶德未来能源终身成就奖获得者李俊峰、华北电力大学教授曾鸣、国家能源局能源节约与科技装备司副司长修炳林、中关村储能产业技术联盟(CNESA)秘书长张静等发表了主旨演讲。

国家能源局能源节约与科技装备司副司长修炳林表示,随着“十三五”规划的全面实施和电力体制改革的不断深入,储能产业发展非常迅速。国家能源局将于近期发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,将从推动完善储能政策机制、建立健全储能标准化体系、积极引导社会投资及加强行业管理四个方面持续推进储能产业健康、快速的发展。

中关村储能产业技术联盟(CNESA)秘书长张靜在峰会上发布了《储能产业研究白皮书2017》,对2016年国内外储能项目、市场、厂商、技术、政策的动态进行了梳理与更新,并对国内外储能市场发展进行了预测与展望。预测到2020年底,中国储能技术总装机规模将达到44GW。

我科学家创新光能利用方法发电量提升4~5倍

近日从国家太阳能光伏产品质量监督检验中心获悉,珠海新概念航空航天器有限公司首席科学家李晓阳带领的创新团队,首创光能利用新方法,创造出超镜电工业产品并完成实验室和户外自然环境持续应用测试认证,使普通晶硅光伏电池的发电量提升4~5倍,相对大幅减少光伏电池用量,降低光伏发电成本,减少碳排放,提高光伏产业的综合环保效益。这项技术获得中国、美国等国家和地区的发明专利。

李晓阳长期从事基础科研与应用技术创新,是我国第1架太阳能飞机的创造者,研究领域涉及前沿物理和新能源技术、仿生科技与飞行新方法,以及临近空间飞行器等多个领域,大多涉及各种能量的收集、转化利用与储存,在国内外获得百余项具有原创自主知识产权的科技专利。

从20世纪50年代能够工业化批量生产太阳能电池以来,光伏产业目前仍然无法产生经济净效益,只能依靠各类补贴维持生存。近年来,世界许多国家加大研发投入,努力提高电池的光电转化效率,降低光伏发电成本,目前仍未突破技术瓶颈。

李晓阳团队2008年在世界上首先提出对光本质及其运动规律重新认识的“光群场论”,原始创新光能利用新方法,利用普通玻璃制造的光学镜阵,能够将“远程采光集能”与“非成像光学”等技术相结合,通过“多轴同向主动取光”来达到“相对缩短对光源采光距离”和“汇集光能”的物理效果,创造出“超级镜阵高效光能电力系统”(超镜电),实现关键技术的重大突破。

超镜电系统能够主动远程获取和集成光能并以数倍辐照度输出,改变现有光伏发电都是被动接受光能方式,用独特的光学方法来主动迎取光能,实现提高光能密度但不增加温度的工业效果,解决各种高倍或低倍聚光光伏的增温难题;通过主动取得强大光能,以数倍级的高效来提高电池单位面积的发电量,改变各类光伏电池低效能发电的现状,实现低成本高效光能发电,在相同光照和环境条件下使相同面积的光伏电池持续提升4~5倍的发电量。

李晓阳认为,获得光能量是一切光伏电池能够发挥作用的前提,而如何获得更多光能量,则是降低度电成本、突破现阶段光伏产业发展瓶颈的关键技术之一。推广应用超镜电能使光伏产业不依赖补贴产生经济净利润,实现可持续发展。(新华网)

年产2亿m2新能源电池隔膜生产线投产

近日,天津东皋膜技术有限公司(简称“东皋膜”)年产2亿m2动力电池隔膜自动化生产线投产。据了解,该生产线是自主集成建设规模化的动力电池复合隔膜生产线。其生产的产品从结构到制作方法完全采用自主知识产权(公司已获自主申请/授权14项发明专利,其中3项申请了全球PCT发明专利)。生产的动力电池隔膜采用国际先进的大孔高孔隙率PE基膜、双面耐热陶瓷涂层复合强化的产品新结构,PE基膜的生产线采用同步双拉、宽幅高速自动化生产线,成品基膜3.9m幅宽。生产线投产后,公司将重点向远东福斯特、力神、比克、CATL、BYD等客户推广使用。

东皋膜2010年成立初期建设第1条湿法超高聚乙烯隔膜生产线,总计投资2.2亿元,2013年正式批量供货比亚迪。2016年底,该条生产线年产能达到2 000万m2。随着新能源车市场的爆发,为满足市场的需求,东皋膜在2016年3月,开始2期工程,占地180亩,共计4条生产线,每条生产线年产涂层隔膜成品5 000万m2,总计建成2亿m2年产能。

全国第2家央地合作页岩气开发公司成立

四川页岩气勘探开发有限责任公司近日在成都揭牌,标志着全国第2家央地合作的页岩气公司正式成立,有望进一步发挥央企、省属国企、地方政府几方的积极性,助力页岩气勘探开发。

四川页岩气勘探开发有限责任公司由中国石油天然气股份有限公司、四川省能源投资集团有限责任公司、中国华电集团清洁能源有限公司、北京市燃气集团有限责任公司、内江投资控股集团有限公司及自贡市国有资产能源投资有限责任公司共同出资,矿权区面积为12 778平方公里,主营业务为页岩气勘探开发、生产及销售,主要以开发内江-犍为、泸县-长宁、璧山-合江区块矿权内下古界志留系龙马溪组、奥陶系五峰组合寒武系笻竹寺组层系内的页岩气资源为目标。

据了解,四川页岩气公司计划在2020年投资30亿元以上,建成页岩气产能10亿m3。

四川省是我国清洁能源资源大省和能源基地。中国石油在川南地区页岩气已经建成30亿m3的年产能力,落实了川南地区的资源分布,也掌握了页岩气有效开发的方法和手段,加快发展的条件和时机已经成熟。(经济参考报)

我国首套“虚拟电厂”开始投入使用

近日,首套针对清洁能源大规模消纳的“源网荷智能电网”系统在江苏投运。它的投运,相当于我国拥有了最大规模的“虚拟电厂”。

这套“源网荷智能电网”系统,是通过智能化技术,在实现调控电厂发电的同时,也能调控用户用电,让两边都在不停变化的“天平达”到瞬时平衡。

我们用的电是瞬时平衡的,也就是说,你用多少,电厂就要发多少。就像一个天平,一端是用户,一端是电厂,让它平衡的支架就是电网。一旦不平衡,电网将发生大面积瘫痪。

用户用电是不断变化的,要保持平衡,以往通过调节电厂发多少电就可以了。过去电厂大都是煤电、水电,方便调控。而随着风电、光伏等不可控的新能源的加入,让电厂这端,也开始不断变化。通过这套系统,电网不仅仅是一根主线连接到用户,而是延伸到用户每个用电设备,使得大量分散不可控的用电设备,转化为毫秒级的可控资源。现在已经在1 370家企业用户试点推广这套系统,可以随时停电、不影响企业正常生产生活的用电容量达到了376万kW,也就是说,这些电力可以随时让出来,给其他的人使用。相当于是一个“虚拟发电厂”。

如今,这个系统可以把一个企业的用电设备,细化分为生产用电、办公用电和生活用电。甚至是对照明、空调等都可以实时控制,一旦电力供应出现问题,可以做到一家企业,生产、办公等用电不停,部分照明中断、空调调高几度,而不是以往的一刀切、全停电。

据了解,这套系统即将开始在全国推广。预计到2020年,全国的规模可达到1亿kW,相当于少建100台百万kW级的燃煤机组。同时,还能够消纳超过1亿kW的清洁能源。(参考消息)

青海率先研制成功“光伏电站现场组件标态检测移动平台”

近日,在外国专家的帮助下,我省率先研制成功具有国际水平的“电站现场标准测试条件下的太阳能电池组件移动测试平台”,这一移动测试平台可以实现在光伏电站现场快速提供高精度的太阳能实验室权威检测结果,有效地提高电站发电量,增加电站收益,延长电站寿命。具体承担这一研发任务的青海天创新能源科技有限公司邀请物理学家、德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所前光伏系统和测量部负责人,德国巴登太阳能和氢气研究中心(ZSW)部门主任汉斯耶尔格·加贝洛博士以及美国UL实验室新能源主管工程师季良俊等知名专家,参与青海省产品质量监督检验所开发的光伏发电系统现场组件标态检测车研发工作。通过共同开发,率先研制出目前世界上标准测试状态下3A级太阳能电池组件功率移动测试平台,并制定了检测方法。据介绍,这些设备和方法的应用,使青海省在国际上率先实现大规模的光伏电站现场对光伏电站的核心设备,太阳能电池组件的质量进行快速、精确检测,找出体量问题,提出解决方案。同时,为正在开发中的“在线式光伏电站本体电性能现场移动检测平台”确定了技术方案、各测试单元和组成设备的参数以及电站现场的检测分析方法、分析模型、质量评估体系的硬件、软件工具,建设了大数据分析软件架构,开发了部分软件的功能。

此外,专家还对青海省检测中心的技术人员在专业检测设备的使用、现场检测方法创新和电站数据分析方法应用等方面进行了培训和指导;建立了电站现场检测标准框架,结合现场检测设备和方法。目前,正在执行并起草“光伏电站综合性能、关键部件和环节技术要求的现场测量方法”、晶体硅太阳能电池组件隐性缺陷电站现场检测技术及方法等青海省地方标准计划。(青海日报)

天合光能IBC电池效率超过24%

近日,从天合光能光伏科学与技术国家重点实验室传来喜讯,其自主研发的大面积6英寸全背电极太阳电池(IBC)效率超过24%,达到24.13%,开路电压超过700mV。这一结果经过了日本JET的第3方测试认证,标志着高效电池的研发又达到了新的里程碑。

全背电极电池是所有单结晶硅电池种类中工艺最复杂,结构设计难度最大的电池。与传统电池相比,尽管IBC电池正负极栅线均位于电池背面,无需考虑金属区的遮挡损失,也给发射结的设计带来更大的自由度,但随着电池转换效率的不断攀升,载流子注入浓度越来越高,相应地电池内部各个区域的复合损失都发生了显著的变化。因此这就需要结合制備工艺,在复合损失和光学损失间寻找最佳的平衡点。

天合光能光伏科学与技术国家重点实验室一直以研发低成本高效率太阳电池技术与产品作为出发点,长期致力于开发可量产的高效晶体硅太阳电池技术。在2016取得IBC电池最高23.5%,平均23%效率的基础上,该实验室重点解决了金属接触区复合的问题并对背面图形进行了细致的优化设计。值得一提的是,这是基于普通PERC电池生产线设备的工艺路线,和之前相比没有增加任何成本。据悉,这是国内首个自主研发在6英寸全面积上转换效率超过24%的晶体硅太阳电池。这一技术的突破,标志着世界领先水平的IBC电池产品离产业化又推进了一步。天合光能副总裁、光伏科学与技术国家重点实验室主任冯志强博士表示,实现低成本高效太阳电池产业化是我们的最终目标。天合光能光伏科学与技术国家重点实验室研制的这一大面积IBC电池,其转换效率超过24%,标志着实验室具备了研制和生产高效IBC电池的能力,将对晶硅高效太阳电池的产业化起到积极的推动作用。天合光能首席科学家Pierre Verlinden博士对这一产品的市场应用前景十分看好。他认为,高转换效率IBC电池不但可降低光伏系统的LCOE,在太阳能汽车、太阳能飞机等特殊领域都有着广泛的应用前景。随着新能源交通革命的兴起和不断发展,高效太阳电池必将会走进千家万户,成为普通老百姓看得见、摸得着、用得起的产品。(常州人民政府网)

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