新能源材料

2017-04-23 11:32
新材料产业 2017年1期
关键词:电池

钙钛矿电池——未来的光伏电池

由都灵理工大学、洛桑联邦理工学院、米兰理工大学和意大利技术研究院纳米科技中心组成的一个钙钛矿实验研究团队,在美国《科学》杂志上发表题为“提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性”的研究论文,该项研究解决了钙钛矿太阳能电池转换中的关键问题。

钙钛矿太阳能电池技术被“世界经济论坛”评为2016年10大最有前景的技术之一。瑞士洛桑联邦理工学院长期致力于钙钛矿在太阳能转换装置中的应用研究,其研究成果表明,该材料有望在2020年之前实现大规模应用。

发表在《科学》上的这篇论文解决了这一关键问题,研究人员设计并提出用一种创新性的聚合物材料涂层,充当防湿屏障,确保太阳能电池板的自清洁特性,从而有效抵制钙钛矿太阳能电池的老化。

在意大利,都灵理工大学、米兰理工大学和意大利技术研究院等机构的研究人员正在就这一极具前景的领域开展研究。比如,位于都灵的意大利技术研究院可持续未来研究中心和位于米兰的纳米科技中心,致力于钙钛矿太阳能电池板的效率研究。在石墨烯實验室,科研团队正在研究如何将石墨烯和其他二维材料纳入到这些新的太阳能电池中。(科技部)

美国海军研究实验室完成首次氢燃料电池无人机飞行测试

海军研究实验室(NRL)研究人员首次试飞了采用新型氢燃料电池的“离子虎”无人机。

海军研究实验室化学和战术电子战分部研制的燃料电池系统拥有5 000W功率。电池采用定制的金属箔双极板从而节省了体积和质量。

海军研究实验室项目首席科学家称,采用金属双极板的决定使研究人员可以利用大量汽车工业关于氢燃料电池的工艺。采用电极板还可以增强存储能力并降低质量,这对于海军无人系统应用来说十分关键。

用钛线带系在一起的双极板,用做燃料电池系统的结构支撑,提供可供空气、氢和冷却剂通过的射流通路,以及单体电池之间的电流传导通路。海军研究实验室还研制了微控制器和轻量化空气压缩机。海军研究实验室自己的计算流体力学设计团队设计和验证了气体和冷却液流动组件。

海军研究局项目经理表示,海军研究实验室对于燃料电池技术的掌握,为海军研究局和海军在部队中推广使用燃料电池提供了便利条件。(中国船舶工业综合技术经济研究院)

美国利用柳枝稷研制生物燃料

美国能源部生物能源技术办公室(BETO)与国家实验室及私营企业合作,利用柳枝稷等生物质研制成生物燃料,用作飞机燃料或直接取代汽车中的汽油。

2015年TennEra生物技术公司获得BETO资金,完成了高效利用柳枝稷的收获、运输和存储系统,可以降低柳枝稷生产过程成本,从而减少生物质燃料生产成本。劳伦斯伯克利国家实验室、联合生物能源研究所、阿贡国家实验室共同合作,开发出了柳枝稷生产航空燃料的工艺。

柳枝稷是一种具有耐干旱和防洪水的植物,固氮能力非常好,能够提高土壤肥力。种植柳枝稷需要的水分较少,病虫害比较少,农药成本低,在农田边缘种植柳枝稷还可以减少水土流失。(科技部)

欧盟新能源发展报告引关注

欧盟在签署《巴黎气候协定》时承诺,2030年前减少二氧化碳排放40%。为兑现这一承诺,欧盟近日公布了1 000页的新能源发展报告,提出了阶段性节能减排目标和一系列建议,并对现有新能源政策进行了修改。

这次报告是草拟版本,一经公布引起各界广泛讨论和关注,很多人士对其中一些建议提出质疑。欧盟委员会将就各成员国和欧洲议会讨论结果进行修改,一旦投票通过,将形成欧盟未来14年能源发展的法律文件。(科技日报)

中科院在有机太阳能电池研究方面取得进展

近日,中国科学院国家纳米科学中心纳米系统与多级次制造重点实验室研究员魏志祥、吕琨、博士邓丹和西安交通大学教授马伟等合作,设计并合成的可溶性有机小分子光伏材料,通过活性层形貌优化,获得了11.3%的光电转换效率,这是目前文献报道的可溶性有机小分子太阳能电池的最高效率,也是有机太阳能电池的最高效率之一。

有机太阳能电池因为其具有原材料来源丰富、成本低廉、质量轻、可通过印刷制备为大面积柔性器件等优点,成为具有重要应用前景的太阳能利用方式,近年来引起广泛关注。在活性层材料中,相比于聚合物材料,可溶性有机小分子具有纯度高、明确的分子结构和分子量等优点。但是,目前基于有机小分子太阳能电池的效率依然需要进一步提升,尤其是性能更为稳定的反向器件的最高能量转换效率低于9%。基于此,该课题组提出了反向器件活性层的理想形貌模型,在水平上形成多尺度纳米组装结构,在垂直方向上形成有利于电荷收集的垂直相分布。该工作深入阐述了高效光伏材料的分子设计、形貌调控和器件性能之间的内在关系,对高效率有机光伏材料的设计具有重要借鉴意义。(中国科学院)

我国光伏玻璃技术取得新突破

中国电子彩虹集团公司光伏玻璃创新成果及项目发布会日前在京召开。该公司旗下延安、合肥、咸阳等3地的光伏玻璃窑炉及配套生产线项目正式对外公布,其生产线采用的全氧燃烧窑炉工艺及产业化技术,均已达到国际领先水平。

据介绍,这项技术克服了传统空气窑炉高能耗、高污染等缺点,具有低能耗、低污染、高能效、高熔化率、高产能等优点,极大提升了产品品质和品位,形成多项自主知识产权,关键技术达到国际先进水平,具备料方研发、窑炉设计及产品改型等全套光伏玻璃生产经验及研发技术,拥有专利63项。

该项技术的推广应用,标志着我国大型全氧燃烧光伏玻璃生产工艺技术取得新突破,为国内新能源产业实现绿色、环保、可持续发展提供了强有力的技术支撑。(中国工业报)

国家电网将建电动车充电桩12万个

为满足电动车迅猛发展的需求,国家电网公司未来几年将进一步加大电动汽车换电设施的投资力度,计划到2020年建成充电站1万座、充电桩12万个,在北京、上海、杭州等城市形成半径不超过1km的公共快充网络。

舒印彪在11日举行的“2016中国电动汽车充换电服务高峰论坛”上介绍说,国家电网把基础设施建设作为推动电动汽车大发展的重要前提,坚持规划先行。“十二五”期间已建成京津冀鲁和长三角地区主要城市间的高速公路快充网络,覆盖高速公路1.1万km;“十三五”期间计划覆盖高速公路3.6万km,为电动车“行天下”提供便利。

国家能源局的统计数据显示,截至2016年10月末,我国电动汽车充电桩已达到10.7万个,同比大幅增长118%;此外私人充电桩总数已超过17万个,这标志着我国充电基础设施发展进入了新阶段。(新华社)

我国西部首台新能源空铁列车下线

2016年12月8日,一台新能源空铁列车在四川省资阳市下线,这是我国西部地区诞生的首台新能源空铁列车。

这台空铁由中车资阳机车有限公司生产,外形酷似熊猫,车身为卡通熊猫山水图案,造型憨态可掬。每列定员144人,时速最高可达65km。中科院院士、西南交通大学首席教授翟婉明说,这是我国西部地区诞生的首台新能源空铁列车。它具有绿色环保、噪音低、占地少、造價较低等特点,有非常广阔的市场前景。(经济日报)

宁波材料所在高性能可充电 电池电极材料领域取得系列进展

近年来,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源技术所韩伟强、田华军领导的先进锂电池团队,在包括高能量密度锂离子电池和镁离子电池等方面取得系列进展。在高性能锂离子电池硅基负极材料方面,开发了系列微米级多孔硅及硅碳复合负极材料。研究团队开发的多孔硅负极材料首次库伦效率达到88.1%,循环100次容量保持率超过99.0%。相关研究已申请中国发明专利。系列硅基负极材料的研究结果相继发表在《材料化学杂志A》和《纳米能源》上。

研究团队利用工业化喷雾干燥的方法成功制备了高倍率性能的锗基负极材料。该锗基负极材料即使在5A/g的电流密度下,放电比容量还能保持在550 mAh/g。该方法中,利用喷雾造球形成稳固的GeOx/CNTs三维网络结构,起到了很好的电子传输作用,大大降低了电池电极的接触电阻,减小了电池的极化,实现了电池的高倍率充放电特性。该工作深入地研究了该镁离子电池体系的反应机理,并利用其特有的储镁机理,克服了由于镁离子电荷密度大、嵌入正极材料困难的缺点,为开发新型镁离子电池提供了新的方法和思路。(中科院宁波材料所)

云冶铝空气电池关键技术取得新进展

云南冶金集团创能金属燃料电池股份有限公司通过自主研发突破铝空气电池关键材料及其制备技术,填补了云南省在这一领域的空白:低成本空气电极寿命达到7 000h,达到国际领先水平;采用水电铝生产的低成本特种铝合金阳极性能可与美铝的高纯铝媲美;采用国际领先的电解液技术,实现了废电解液综合回收制备高附加值超细氧化铝、阻燃剂等多品种氧化铝。产品获得授权专利4项,企业标准5项。目前公司已建成20MW铝空气电池组装生产,具备20万台/a电源产品的生产能力,实现了云南省水电铝—能源的循环利用,打造绿色能源储备银行打下坚实基础。(新华网)

长江经济带规模最大分布式光伏发电项目即将建设

晨曦新能源旗下凯盛新能源有限公司近期与如皋市政府达成屋顶分布式光伏发电项目合作,双方共同推进的东升南通国际石材城屋顶分布式光伏发电项目成功备案,已在如皋市商务备案网公示。

据了解,该项目是长江经济带目前规模最大的分布式光伏发电项目,于2016年11月获当地发改部门批准,拟租用东升(南通)国际石材产业园一期厂房屋顶共25万m2,装机容量为20MW,平均年发电量为2 334.6万kWh,预计项目总投资约3亿元人民币,该项目建成后将更好更快促进当地新能源产业发展,提高环保能源广泛应用。(光明日报)

中海阳玉门槽式光热发电项目启动

中海阳能源集团股份有限公司玉门东镇导热油槽式50MW光热发电项目奠基及启动仪式在甘肃玉门东镇举行。该项目建设装机容量50MW,占地面积290万m2,槽式太阳能集热回路192个,熔融盐储热9h,电站设计寿命25年。

2010年,中海阳开始全面涉及太阳能光热发电领域。2011年,中海阳在成都成立全资子公司成都禅德,主要生产太阳能聚光热发电镜场设备,并成为当时亚洲唯一1条可生产槽式RP1至RP4全系列产品的柔性太阳能聚光热发电反射镜生产线。2013年,利用1年的时间将整条生产线从起端到出产品端连成1个完整的整体,实现全自动化。作为光热行业“最早关注、最早布局、最早研发、最早实现产品落地、最早为行业发声”的新能源企业,中海阳已成为国内领先的光热发电核心装备制造商和系统集成商,承建的光热系统集成项目获得国际顶尖专家好评,已完全具备建设大型光热电站的必要基础条件。(中国能源报)

华电在川风电实现“零”突破

日前,四川盐源华电新能源有限公司凉风坳风电场B线共17台风力发电机组全部并网发电,实现华电在川风电“零”突破。

凉风坳风电场分为A、B2条集电线路将风电机组输出的电能送往凉风坳220kV升压站后,再并入国网,向外输送。此次投运的17台风力发电机组,总容量2.55万kW。B线路风机全部并网发电,是华电四川分公司加快推进能源结构调整和产业转型升级取得的重要突破,对该公司实施“十三五”发展战略、实现“弯道超越”具有重要意义。(中国能源报)

盾安新能源拟投资贵州开阳200MW风电项目

浙江省盾安新能源股份有限公司与贵州开阳县合作的测风塔建设项目即将完工。

据了解,该项目由浙江省盾安新能源股份有限公司自筹资金在开阳县北部和东部乡镇承建的50台测风塔建设项目。该公司先期投资共9亿元人民币分别在开阳县楠木渡镇、冯三镇、花梨镇、宅吉乡、米坪乡、龙水乡6个乡镇共建50台测风塔,每台高达90m。主要在2017年时间通过对6个乡镇所在区域风力风向风速进行测量,如达到建设风电场风力发电站技术指标,浙江省盾安新能源股份有限公司将在开阳县共投资18亿元装机20万kW风力发电站。(中国能源报)

海阳核电2号机组首批主泵下线发运

近日,海阳核电2号机组首台反应堆冷却剂屏蔽主泵(以下简称“主泵”)SN16在美国柯蒂斯怀特公司EMD工厂制造完工并且出厂发运,第2台主泵SN13也已完成包装,随后出厂发运。

主泵被称为核电机组的“心脏”,用于驱动冷却剂在反应堆冷却剂系统(RCS)内循环流动,属于核电站的一级设备。AP1000主泵设计寿命60年,为变频器(VFD)驱动的立式、单级、全密封、高转动惯量、鼠笼式异步电机式离心泵,整个转子组件、径向和推力轴承完全浸润在主冷却剂中,定、转子电气部分通过定、转子屏蔽套实现与主冷却剂的隔离。AP1000主泵具有技术含量高、结构复杂、制造难度大等特点。

目前海阳1号机组即将完成热试,2号机组已进入设备安装收尾阶段。2号机组首批主泵的顺利发运是海阳项目今年取得的又一重大进展,这将为海阳项目工程建设提供有力支持,并为海阳核电2号机组早日实现并网发电目标奠定基础。(中国能源报)

ACP100压力容器3D打印试件性能国际领先

近日,中国核动力研究设计院和南方增材科技有限公司自主研发的ACP100反应堆(小堆)压力容器增材制造(3D打印)试件,通过了国家能源局中国核电发展中心、中国核动力研究设计院等单位专家的科研成果鉴定。专家组一致认为:2家单位自主研发、设计和建造了国内外最大型电熔增材制造设备,是重大型设备制造技术的一次重大突破,也是传统制造业的一次变革,材料利用率高、生产周期大幅缩短,国际领先,可实现包括反应堆压力容器在内的核电大型金属构件智能制造。

此次试件通过技术鉴定,标志着增材制造核电压力容器最艰难的材料基础研发和工艺研发的突破。增材制造无需万吨级重型锻压设备分段制造,其后续焊接成型的压力容器可实现整体成型,产品性能可达到甚至部分优于锻件。重型金属电熔增材制造技术(3D打印)代表了未来先进制造技术发展的必然趋势,作为一项变革性的重型金属构件制造技术,为核电装备的高质量、高效率、低成本制造开辟了一条新道路。(中国能源报)

四川“十三五”将积极推进天然气汽车应用

2016年12月13日,四川省发改委网站消息称,为调整优化能源消费结构,推进交通领域节能减排工作,促进四川省天然气车船产业健康发展,四川省发改委牵头编制完成了《四川省“十三五”天然气车船产业发展规划》(以下简称《规划》)。《规划》在全面总结四川省天然气车船产业发展成就基础上,分析了“十三五”面临的机遇和挑战,提出了“十三五”天然气车船产业发展指导思想、基本原则,明确了着力建设布局合理、网络完善、科学高效、安全经济的天然气汽车、船舶应用体系,力争把四川省建成国内领先的天然气汽车产业强省。

《规划》明确,“十三五”期间,四川省将积极推进天然气汽车推广应用,积极稳妥推进天然气船舶试点示范工作,力争全省新增CNG汽车13万辆、LNG汽车3.5万辆,新建加气站347座,其中CNG加气站173座、LNG加气站174座。(中国能源报)

三峡新能源广东阳山76MW风电项目获批

2016年12月9日,三峡新能源广东阳山石羊楼风电场76MW风电项目取得广东省发改委核准批复。

该项目位于广东省清远市阳山县杨梅镇和太平镇,项目规划装机容量为76MW,拟安装单机容量2MW風电机组38台,预计年上网电量为1.54亿kWh,年可节约标煤约48.55万t,减少灰渣约18.412万t,减排二氧化硫1.002万t,二氧化碳153.68万t。

为加快项目进度,尽快完成项目核准,广东阳山公司积极开展各项专题工作,按时取得了重大项目社会稳定性评估、规划选址意见、土地预审意见等相关前期支持性文件,最终取得核准批复文件。同时石羊楼项目已取得水保、节能、环评、军事、文物、地灾和矿压等支持性文件,为项目早日开工建设提供了有力支撑。石羊楼项目是三峡新能源南方分公司广东区域第2个核准的陆上风电项目,其核准文件的取得,为三峡新能源今后在广东开发新能源项目奠定坚实的基础。(中国能源报)

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