2018年世界科技發(fā)展回顧 多國發(fā)力鋰電池、氫燃料電池
2018年,美政府在大力推動傳統(tǒng)能源產業(yè)發(fā)展的同時,持續(xù)加大對太陽能、核能、地熱能、生物能等新能源領域的研發(fā)投入。眾多新能源領域中,新型鋰電池等研發(fā)成果引人注目。而日本研究鋰電池負極大容量化成功,大規(guī)模開始制氫系統(tǒng)投建,其他各國在新能源的開發(fā)上也是不甘落后,多以鋰電池和氫燃料電池為主進行新能源研究。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201901/396431.htm美國
新能源成果突出,生態(tài)安全備受重視
2018年,美政府在大力推動傳統(tǒng)能源產業(yè)發(fā)展的同時,持續(xù)加大對太陽能、核能、地熱能、生物能等新能源領域的研發(fā)投入。
眾多新能源領域中,新型電池研發(fā)成果引人注目。750次充電/放電循環(huán)后仍能正常工作的新型鋰空氣電池、容量大且壽命長的可充電水基鋅電池、靠細菌發(fā)電的低成本紙基生物電池等成為電池中的新星。而在提高現(xiàn)有電池性能方面,科學家也取得不少成果。他們將有機太陽能電池的光電轉化效率提高至15%,將鋰離子電池的容量提高了40%。布朗大學開發(fā)的新型燃料電池反應合金催化劑,在活性和耐久性方面更是超過了能源部2020年車用電催化劑技術指標。
在維護生態(tài)環(huán)境安全方面,盡管政府最新氣候評估報告稱,氣候變化將給美國帶來多重傷害,但并沒有說服特朗普總統(tǒng)。科學家依然不遺余力游說,不僅發(fā)文稱美墨邊境墻會嚴重危害地區(qū)生物多樣性,還對歐洲將木材作為低碳燃料的政策提出質疑。在具體研究方面,甲烷溫室效應的證實、金屬鉍“催化可塑性”的發(fā)現(xiàn)、可再生可降解乳蛋白包裝材料的開發(fā)等成果,都成為保護全球生態(tài)環(huán)境安全的助推劑。
日本
鋰電池負極大容量化,制氫系統(tǒng)投建
大容量不劣化的鋰電負極研發(fā)成功。日本產業(yè)技術綜合研究所新開發(fā)出了一種鋰離子電池使用的負極,容量約為目前主流的石墨負極(372mAh/g)的5倍,與一氧化硅的理論容量基本一致。新開發(fā)的電極在反復充放電200多次后,容量依然沒有變化,確認具備大容量、長壽命的特性。利用此次開發(fā)的電極有望提高負極的能量密度,推動鋰離子二次電池實現(xiàn)大容量化和小型化。
世界最大規(guī)模利用可再生能源的制氫系統(tǒng)在福島投建。2018年8月,日本新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)、東芝能源系統(tǒng)、東北電力及巖谷產業(yè)合作,開始在福島縣浪江町建設利用可再生能源制氫的氫能源系統(tǒng)“福島氫能源研究站”,系統(tǒng)裝置具備世界最大規(guī)模的1萬千瓦制氫能力。利用該系統(tǒng)制造的氫預定用于燃料電池發(fā)電用途及燃料電池車和燃料電池巴士等交通用途,或者作為工廠的燃料使用。
氫燃料發(fā)動機實現(xiàn)大功率、高熱效率、低排放。產綜研與日本岡山大學、東京都市大學、早稻田大學組成的研究小組,在小型發(fā)動機的基礎實驗中,利用氫燃料優(yōu)異的燃燒特性確立了新的燃燒方式,開發(fā)出全球首款能實現(xiàn)高熱效率和低氮氧化物(NOx)的火花點火氫燃料發(fā)動機。
東海核燃料再處理設施報廢計劃獲批。日本“原子力規(guī)制委員會”2018年6月批準了由日本原子力研究開發(fā)機構提交的東海核燃料再處理設施報廢計劃,耗資1萬億日元,報廢時長預計將持續(xù)70年。
俄羅斯
大氣治理取得進展,核廢料和水處理有新法
大氣污染防治方面,俄羅斯國立秋明大學的科研人員研發(fā)出液滴懸浮約束方法,并可進行定量液滴有序成團,此項工作可用于大氣中污染物擴散機理的研究,制定生態(tài)災難預防性措施;托木斯克理工大學研究人員使用含有3%—10%有機雜質的工業(yè)用水和廢水,獲取了燃料氣溶膠,這種氣溶膠可用于快速點燃火力發(fā)電廠和鍋爐房的鍋爐,還可用于柴油發(fā)電機燃燒室以及汽車內燃機。
核廢料處理方面,俄科學院遠東分院化學研究所聯(lián)合俄遠東聯(lián)邦大學,正在研制新型納米結構吸附反應劑,該吸附劑可用于凈化俄遠東紅星造船廠內的放射性液體廢物;俄西伯利亞聯(lián)邦大學的科學家采用空化技術,讓位于乏核燃料儲罐底部密實的不溶性沉積層不斷受到空化—活化水酸性溶液侵蝕而被破壞,新技術將溶解速率和沉積物回收量提高至原來的1.5倍,制備出的含放射性化學廢物的水泥混合物強度是常規(guī)方法的2—3倍。
水處理方面,俄圣彼得堡理工大學的科學家使用高鐵酸鈉替代傳統(tǒng)的氯氣對自來水進行消毒,新試劑用量小,不會形成毒性分解物,還能將一些危險化學品分解成低毒化合物,同時殺死水中微生物;俄托木斯克工業(yè)大學能源工程學院研發(fā)出液滴爆炸粉碎式污水處理方法,可高效去除污水中的化學侵蝕性、毒性及燃料雜質,具有高效、低能耗的特點,適用于化工、石化、冶金、紙漿造紙等行業(yè)的污水處理。
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