能源与环保

德国测试CONTISOL太阳能反应堆概念

德国宇航中心的研究人员测试了一种太阳能反应堆新概念——CONTISOL。该概念包含热能储存系统，因而可实现日夜运行。

据悉，太阳可提供几乎无限量的能量，聚光太阳能热发电系统能够从太阳获取热量，通常由一系列反射太阳光的中央塔上接收器组成，使用热来触发热化学反应，使水蒸汽分解产生氢气。但是，其在夜间必须关闭或利用储存的其它能源运行。

CONTISOL概念旨在解决这一问题。白天，阳光加热两个充满从外部吸入空气的腔室，一个腔室中的空气被输送到反应器中以触发热化学反应产生氢气，而另一个腔室存储能量。夜晚，该系统可将热空气从储存室中吸出，继续在反应堆中使用。为了测试该系统，研究人员在模拟太阳的热量下建立了一个小型原型，在850℃的温度和5kW的功率下实现了运行。

(W.CB)

韩国成功研发出高性能石墨烯球电池

韩国三星电子综合技术院的研究人员利用石墨烯成功开发出了新型电池材料——石墨烯球。采用其制造的电池充电容量比现有锂离子电池高45%，充电速度提高约5倍。

此前，三星电子综合技术院、三星SDI、首尔大学联合研发出了利用二氧化硅大量提取石墨烯的技术。采用该技术提取的石墨烯在显微镜下呈现类似于爆米花的三维立体形态，因此被称为“石墨烯球”。研究人员将石墨烯球作为锂电池正极保护膜和负极材料，提升了电池的充电容量、缩短了充电时间、提高了高温稳定性。目前，智能手机电池即使采用高速充电技术仍需1h才能充满，但石墨烯球电池仅需12min即可充满。另外，该电池升温至60℃仍可保持稳定性，因此也适用于电动汽车。该技术有望在5年内实现石墨烯球锂电子电池产品的商用化。

(科技部)

韩国发明转化效率逾19%的钙钛矿太阳能电池

韩国全南大学的研究人员采用联合沉淀法研发出一种独特的钙钛矿层，适用于钙钛矿太阳能电池。该钙钛矿太阳能电池在初步测试中的转化效率为19.1%，使用5个月之后转化效率仅退化了1/5。

该钙钛矿太阳能电池以卤化铅为光吸收剂，以纳米多孔氧化镍为空穴传输材料（HTL），以甲胺碘化铅和甲基溴化铅为钙钛矿层，采用一层有机/无机氧化锌化合物电子传输层（ETL）来防止钙钛矿层暴露在空气中，从而避免电池退化。研究人员采用简单方法优化了HTL和ETL保护层中的金属氧化物，从而增强了钙钛矿太阳能电池的空气稳定性。目前，该项技术仍处于实验室研究阶段，研究人员将进一步对该项技术进行优化，以推进该钙钛矿太阳能电池的大规模应用。

(W.NY)

我国研发出超5000h耐久性的燃料电池产品

新源动力股份有限公司采用高稳定性、高性能膜基催化层膜电极设计，以及高可靠性复合双极板结构开发的HYMOD®-300型车用燃料电池电堆模块，经寿命测试和整车应用验证，突破了车用燃料电池5000h的耐久性难关，成为我国首例自主研发的超越5000h耐久性的燃料电池产品。同时，该产品还实现了电堆在-10℃环境下的低温启动，以及在-40℃下的储存。

燃料电池电堆是燃料电池汽车的核心部件，其耐久性和可靠性是燃料电池汽车实际应用的关键问题。根据美国能源部提出的燃料电池商业化技术要求，燃料电池电堆的耐久性需要达到5000h。HYMOD®-300型燃料电池电堆模块具有优异的工程可靠性，现已成功应用于荣威750燃料电池轿车、上汽大通FCV80燃料电池汽车等多款燃料电池汽车。

(大化物)

美国科罗拉多州立大学创核聚变实验效率新纪录

美国科罗拉多州立大学的研究人员在显微结构核聚变实验效率方面取得了创纪录的进展：通过将纳米线阵列应用在激光聚变靶材料制备中，成功获得了超过此前核聚变实验效率500倍的结果。

研究人员使用紧凑的桌上激光器来向聚变靶发射激光脉冲，而非能量更高的大型激光器；其激光聚变靶的材料通过将氘代聚乙烯以纳米线阵列结构制备，而非采用传统的平面结构；飞秒级高速激光脉

冲轰击纳米线阵列结构的聚变靶，激发出超高密度的高温等离子体，放射出氦原子核和大量中子。研究人员表示，这种方法的实验效率为每焦耳激光能量可产生200万个聚变中子，达到了此前用平面激光聚变靶材料进行的聚变实验效率的500倍，创下了同等强度激光核聚变领域最新纪录。

更高效率的聚变中子产生方法能够使中子成像技术获益，也能够帮助研究人员更好地理解光和物质之间的相互作用谜团。

(W.CB)

我国提出首个自适应开关的有机分子太阳能电池设计

中国科学技术大学的研究人员利用第一性原理计算，提出了首个自适应开关的有机分子太阳能电池设计。该设计以有机物小分子作为基本材料，具有低成本、高效、自适应等优点，解决了有机太阳能电池容易发生电荷复合和导电性无法切换等问题，为低成本、易合成的有机分子体系大规模用于太阳能电池、光催化等领域提供了思路。

研究人员将光开关分子偶氮苯插入到一个典型的给体—受体体系（三联吡啶铂配合物）中，组成一个给体—光开关—受体体系。第一性原理计算表明，该分子具有平面共轭构型，能够吸收可见光，产生的受激电子会从偶氮苯和给体迅速转移到能级更低的受体上；而失去电子的偶氮苯分子的顺反异构势垒会降低，自发发生从反式到顺式的构型转换；分子构型转变导致体系的共轭结构被破坏，导电性大幅降低，受体上的含能受激电子无法回到偶氮苯和给体，电子和空穴分别被储存在受体和给体上，实现了高效的电荷分离；当受激电子被消耗后，分子回到基态，此时的偶氮苯仍处于顺式构型，由于偶氮苯的特性，顺式分子能够吸收可见光转换回反式构型，并开始下一轮循环。

该体系抑制了有机太阳能电池中的电荷复合过程，实现了电荷的高效分离和分子导电性的自动切换，不仅适用于偶氮苯和三联吡啶铂配合物分子，也适用于其它光开关分子和给体—受体体系。

(中科大)

『先进燃料电池发电技术』项目通过验收

由中国科学院长春应用化学研究所、武汉银泰科技有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、清华大学、东方电气集团等多家单位共同完成的“先进燃料电池发电技术”项目通过了验收。

该项目针对现有直接甲醇燃料电池长时发电系统，以及千瓦级燃料电池与太阳能电池互补的供能系统在成本、效率和寿命等方面的应用瓶颈，研制了质子交换膜、纳米电催化剂等关键材料及核心部件膜电极，膜电极在80℃时的峰值功率密度达262MW/cm2；开展了直接甲醇燃料电池电堆及系统集成技术研究，组装了额定输出功率为5W、10W、20W、100W、150W及500W等的系列样机，能量转化效率达到26.3%，累计运行2600h，衰减率8.9%；研制了2套3kW高压氢源—燃料电池一体化智能电源系统样机、1套3kW低成本燃料电池备用应急电源系统，以及1套5kW级燃料电池供电系统，并在通信基站进行了试用。

该项目突破了故障快速诊断和响应技术、燃料储供技术、智能化管控技术、系统集成等关键技术，为建立我国自主的氢能与燃料电池产业，以及能源、交通等重要领域的发展提供了良好的保障。

(科技部)