新能源材料

日本研发出3D打印全固态电池

一般全固态电池把电极和电解质材料加温、加压压制成型。这样成本高，制件受热而开裂；电解质较硬，正、负极因重复充、放电而重复膨胀、收缩，二者不能紧密贴合，导致降低电池性能。日本东北大学科学家利用可自由改变硬度的材料，不需高温工序，数小时3D打印成电池。通过层叠电池来增加单位体积的蓄电量，可延长汽车的续航里程。日本科学家把有利于锂离子运动的特殊液体和氧化硅混合，形成类似于软性隐形眼镜的玻璃膜。这样只要改变玻璃膜里的氧化硅含量，就可调整玻璃膜的柔韧度。把电解膜里的氧化硅含量减一半，物料就呈凝胶状。再与经紫外线照射、凝固状的树脂相混合而制成3D打印物料。另外，通过电解质、正极用钴酸锂，负极用钛酸锂等加工成凝胶状材料，也可充当3D打印物料。约2h利用3D打印成全固态电池。只要输入参数，就可决定电池的形状、尺寸。

3D打印全固态电池坯料只需紫外线照射固化（不需高温固化）就制成制品。这样大幅降低成本。即使电池构件膨胀、收缩柔性电解质能够牢固地贴合而不开裂。测试结果：电池可稳定充、放电100次以上；通过了电池起火试验；电池驱动汽车最大行驶速度达30km/h。待解决难题：电解质的离子导电性差，亟须筛选最佳电解质材料；因锂离子无法顺利移动，电极就无法瞬间释放巨大能量；开发能量密度高的正极材料；提升电池的输出功率，达到将电池安装到纯电动汽车上的目标；将电池在传感器、可穿戴终端的电源等的用途實用化。（参考消息）

全球锂电池设备市场规模将达千亿级

行业分析机构起点研究发布的2021全球锂电行业白皮书预测，未来4年是锂电池设备需求高速增长期，2022年将达到千亿级市场规模，2025年将达到2990亿元。

锂电池设备通常指锂电池在组装过程中所使用的设备。业内人士认为，当前锂电设备需求的飞速增长与电池厂商的大规模扩产规划密不可分。从设备市场增长情况来看，自2016年以来，国内锂电设备市场空间快速扩大；2018-2020年出现小幅增长；2020—2021年市场增幅较大，尤其是2021年，同比增长接近80%，2022年将进一步增长。（中国能源报）

世界最大规模新能源分布式调相机群在青海投运

青海海南新能源基地最后3台50M乏新能源调相机完成168h试运行后正式转入商业运行，标志着世界最大规模新能源分布式调相机群在青海全面建成投运。调相机群投运后，可直接提升青海海南地区新能源外送能力350万kW，预计年均增发新能源电量70.2亿kWh，若全部输送至华中地区，年均可替代当地火电原煤318.9万t，减排二氧化碳574.2万t，经济效益良好，节能减排收益显著。对未来国内大型清洁能源基地的建设、运行及外送消纳提供了成功示范。

此次建成投运的21台50M乏新能源分布式调相机群是世界首个、也是目前规模最大的新能源分布式调相机群。其中21台调相机全部由我国自主研发生产，具有完全知识产权，具备动态性能好、过载能力强等优点，动态电压支撑能力较传统电机提升2倍，温升降低50%，过载能力大幅提升4.5倍，可在4000m高海拔地区运行，设备性能优越，运行稳定可靠。（科技日报）

我国突破核电技术发展瓶颈

近日，国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程首次并网成功，发出第1度电，标志着全球首座具有第4代先进核能系统特征的球床模块式高温气冷堆，实现了从“实验室”到“工程应用”质的飞跃，标志着我国成为世界少数几个掌握第4代核能技术的国家之一，意味着在该领域我国成为世界核电技术的领跑者。

高温气冷堆采取小型模块化的“乐高式”拼接设计，使得核电利用更加便利。我们能像搭积木一样拼接式组建核电站，这种模块化设计和建造的方法，能够大幅缩短核电站的建造周期，同时降低建设成本。基于固有安全特性，高温气冷堆还可大量简化应急措施，厂址适应性更强，具备在人口相对稠密的大中型城市附近建设的条件。

更重要的是，高温气冷堆大幅拓展了核电利用的领域。高温气冷堆产生的高温工作介质可以作为高温工艺热源，用于煤的气化、液化、技术冶炼等工艺，区域供热和海水淡化，并能大大降低高温制氢的成本，形成无污染、无排放的能源链。余热分级利用，还可降低电站运营成本。（经济日报）

我生物质发电研究取得新突破

扬州大学吴多利博士研究团队在国家自然科学基金和江苏省双创博士项目相关项目的资助下，针对水蒸气含量对镍铝涂层生物质高温腐蚀性能的影响进行的系统研究，取得了关键性新突破。相关研究成果已在材料腐蚀学科国际学术期刊《腐蚀科学》在线发表，这将为后续生物质高温腐蚀的防护措施提供更加全面的科学理论依据。

吴多利介绍，目前，关于生物质高温腐蚀的研究大都针对具有腐蚀性的沉积盐，但生物质发电厂的实际工作环境中水蒸气对锅炉过热器管道的腐蚀也不容忽视。该研究团队针对水蒸气含量对镍铝涂层生物质高温腐蚀性能的影响进行系统的研究，深入阐述了不同水蒸气含量下的涂层高温腐蚀机理。

该团队研究结果表明，在不含水蒸气的条件下，涂层展现出优异的抗腐蚀性能，在表面形成了以氧化铝相为主的保护层。在局部区域发生氯化物腐蚀，造成轻微的表面和晶间腐蚀。而在含水蒸气的条件下，除氯化物腐蚀外，水蒸气渗透到腐蚀层/涂层界面，并产生活性氯，进一步加速腐蚀进程。水蒸气含量的增加会在涂层表面形成大量铝酸钾，从而抑制氯的产生并减少涂层中氧化物形成元素的消耗。水蒸气含量为15%时，涂层晶间腐蚀最严重；水蒸气含量为30%时，涂层表面腐蚀最严重。（科技日报）

二氧化碳“变身”纯甲酸液体燃料

中国科学技术大学曾杰教授与电子科技大学夏川教授、中国科学院大连化学物理研究所肖建平研究员合作，基于固态电解质开发了1种新型电解反应器。他们利用可持续的清洁电能，配合所研发的铜基单原子催化剂，可以将温室气体二氧化碳高效转化为高价值、高纯度的液体燃料甲酸，无须进一步产物分离。该成果已在国际顶级学术期刊《自然·纳米技术》杂志上发表。

曾杰教授联合团队研发了1种低成本、高活性的铜基单原子催化剂，实现了二氧化碳到甲酸的单一转化。令人兴奋的是，他们基于固态电解质还开发了1种新型电解装置，配合所研制的催化剂，以二氧化碳和水作为原料，可以直接连续制备得到无须分离的纯甲酸液体燃料。利用这一新技术，研究人员在实验室实现了浓度为0.1 mol/L的纯甲酸水溶液的公升级制备。（光明日报）

氢燃料电池“突围”国产化

作为氢燃料电池核心部件，质子交换膜好比电脑的中央处理器，其质量直接影响着电池性能、寿命及成本。早期，我国所用的质子交换膜几乎全靠进口，1m2折合20多g，价格堪比同等重量的黄金。而今，僵局被打破。

近日，我国首条全自主可控30万m2质子交换膜生产线在武汉投产，这也是该领域目前技术最先进、一次性成膜最大的生产线。“项目打破了市场长期被国外厂家垄断的局面，达产后可同时满足2万辆氢燃料电池汽车的用膜需求，也可用于固定式电站、备用电源、无人飞机等其应用场景。”国家电投氢能公司武汉绿动总经理刘真介绍。

实现燃料电池关键材料和零部件国产化、批量生产，有助于大幅降低整车成本。记者了解到，以上述项目为代表，国产化力量正在加速突围。（中国能源报）

中国石油成立3家新能源新材料研究院

中国石油迪拜研究院、中石油深圳新能源研究院有限公司和中石油（上海）新材料研究院有限公司正式揭牌成立，标志着中国石油在事业发展科技先行，向综合性国际能源公司转型发展中迈出的坚实步伐，具有里程碑意义。

中国石油迪拜研究院主要立足中东、辐射非洲、兼顾其他地区，为海外上游业务提供最佳解决方案；中石油（上海）新材料研究院有限公司力争成为新材料创新高地、新技术研发中心、成果转化中心、人才集聚中心和国际科技交流与合作平台；中石油深圳新能源研究院有限公司定位于打造新能源自主创新中心、战略与决策支持平台、成果孵化与转化平台、人才引进与培养平台、国际交流与合作平台、新能源科技创新高地。

中国石油新型研究院聚焦传统油气和新能源新材料领域关键核心技术，力求打破传统科技体制机制、激活研究机构创新活力、提升科技创新效率、营造良好的创新生态，力争成为中国石油科技创新与管理模式、高端国际人才资源引进与培养、高端国际交流合作等方面的示范工程，强力支撑基业长青的世界一流综合性国际能源公司建设。（新华网）

宁德时代进军换电产业

宁德时代正式宣布进军换电产业，推出换电服务品牌EVOGO及组合换电整体解决方案，称其可以适配全球80%已经上市及未来3年将要上市的纯电平台开发的车型，并首批在10个城市启动换电服务。

作为电动汽车重要的补能方式，换电长期受困于标准不统一，相关企业呈现“单打独斗”的局面。因此，拥有广泛“朋友圈”的宁德时代强势入局，被业界寄予推动标准统一、加速换电发展的厚望。

宁德时代对换电产品进行了一定创新，在车电分离模式下，将电池作为共享资产独立出来，推出“换电块、快换站、App”组合方案。与直接更换整块电池不同，用户可根据里程需要选择不同数量的电池自由组合，按需租电。当用户市内短途出行时，只需更换1个电块即可，精准匹配续航需求，不需租赁多余电块，在降低使用成本的同时，避免浪费；用户长途出行时，可选择2块甚至更多电池。（中国能源报）

氢能客车投运 服务绿色冬奥

北京冬奥期间，将有200辆搭载“氢腾”燃料电池系统的氢能客车为延庆赛区提供交通接驳保障服务。该燃料电池系统由国家电投氢能公司自主研发。

这种氢能客车续航里程达630km，能实现-30℃低温启动，满足北方城市低温运行要求。相较传统化石能源车辆，氢能客车每行驶100km，可减少约70kg二氧化碳排放。

当前，国家电投正在建设中关村延庆氢能产业园，一期延庆园加氢站、二期冬奥配套制氢站已建成，三期研发测试区计划2022年开工建设。其中，一期加氢站每天可为60辆氢燃料客车或200辆中小型氢燃料车辆提供加氢保障。北京冬奥期间，将根据需要提升加氢保障能力。（人民日报）

崇礼冬奥加氢站氢气检测实验室投运

国内首座站内氢气检测实验室——中国石化西湾子氢气检测实验室近日在河北崇礼正式投运。该实验室能完成燃料电池氢气的13项典型指标检测，将为保障冬奥会氢能质量安全可靠提供有力技术支撑，助力“绿色冬奥”。

中国石化河北崇礼西湾子加氢站是中国石化4座服务冬奥加氢站之一，距离冬奥会张家口赛区仅15km，是进入赛区的重要交通枢纽。该站日供氢能力1000kg，设有加氢机2台，可同时满足35MPa、70 MPa氢燃料电池汽车加注需求。冬奥会期间，该站将为35MPa氢能公交、70MPa氢能中巴车等冬奥用车提供服务，同时还可服务物流卡车、氢能清扫车等多种氢能车辆。（新华网）

首批燃料电池汽车示范城市群建设全部启动

2021年12月25日，京津冀燃料电池汽车示范城市群正式启动，《京津冀燃料电池汽车示范城市群实施方案（简本）》《京津冀燃料电池汽车示范城市群年度任務计划》《京津冀燃料电池汽车示范城市群工作机制》等多个文件一同发布。至此，首批燃料电池汽车示范城市群建设工作全部启动。

在未来4年的示范时间里，京津冀示范城市群将实现核心零部件技术突破，车辆应用不少于5300辆，购车成本降幅超过40%，新建投运加氢站不低于49座，氢气售价不高于30元/kg。

根据《北京市氢能产业发展实施方案（2021—2025年）》提出的规划，京津冀示范城市群将以冬奥会重大示范工程为依托，推广京津翼地区氢能产业链发展。张家口赛区、延庆赛区将分别规划投入625辆、212辆燃料电池车用于此次冬奥会。（中国能源报）