新能源技術(shù)動(dòng)態(tài)一周回顧(2021/09/06—2021/09/12)
太陽(yáng)能
1、Empa研究團(tuán)隊(duì)已打造轉(zhuǎn)化率高達(dá)21.4%的柔性薄膜光伏面板
瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(Empa)的一支研究團(tuán)隊(duì)，剛剛展示了一種薄而柔韌的薄膜材料，有望讓綠色光伏能源迎來(lái)新的可能、同時(shí)降低太陽(yáng)能發(fā)電板的生產(chǎn)成本。具體說(shuō)來(lái)是，經(jīng)歷數(shù)年時(shí)間的研發(fā)，Empa科學(xué)家們終于打造出了這種由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)、硒(Se)制成的CIGS柔性光伏面板，并且創(chuàng)下了21.4%的轉(zhuǎn)化紀(jì)錄。
2、光伏硅廢料“一步法”制備硅納米線電極研究獲進(jìn)展
近年，在碳中和目標(biāo)指引下，光伏太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。然而，在硅片制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生硅廢料，且目前僅能降級(jí)利用。為此，過(guò)程工程所王志研究員團(tuán)隊(duì)針對(duì)硅廢料粒度細(xì)(~1μm)、氧化膜包裹和微量雜質(zhì)夾帶造成其高值化利用難的問(wèn)題，提出了一種綠色、高效的增值循環(huán)再生策略，充分發(fā)揮硅廢料氧化膜的限域和缺陷的誘導(dǎo)作用，通過(guò)閃速加熱和淬冷提供大梯度熱場(chǎng)(~105K/s)驅(qū)動(dòng)受限空間內(nèi)硅原子的定向擴(kuò)散以達(dá)到硅納米線的快速生長(zhǎng)，電極首效高達(dá)89.5%，循環(huán)超500次容量仍大于2300mAhg-1，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
3、25.54%！SunDrive銅電鍍工藝技術(shù)助力全尺寸異質(zhì)結(jié)電池創(chuàng)下新世界紀(jì)錄
日前，經(jīng)世界公認(rèn)權(quán)威測(cè)試機(jī)構(gòu)德國(guó)哈梅林太陽(yáng)能研究所(ISFH)認(rèn)證，澳大利亞電鍍技術(shù)初創(chuàng)公司SunDrive聯(lián)合異質(zhì)結(jié)設(shè)備企業(yè)邁為股份，在全尺寸(M6尺寸，274.5cm²)單晶HJT電池上利用其自主研發(fā)的電鍍工藝光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25.54%，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
4、柔性太陽(yáng)能電池再次刷新紀(jì)錄！光轉(zhuǎn)化為電能的效率提高至21.4%
瑞士一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)一直在努力將該技術(shù)的效率提高到剛性太陽(yáng)能電池的水平，并朝著這一目標(biāo)又邁出了一步，創(chuàng)下了21.4%的新紀(jì)錄。這項(xiàng)研究是在瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(Empa)進(jìn)行的，科學(xué)家花費(fèi)了數(shù)年時(shí)間來(lái)研發(fā)被稱為CIGS的柔性太陽(yáng)能電池，這種電池由銅、銦、鎵和硒制成。
5、青島科技大學(xué)等提出白光鈣鈦礦材料構(gòu)建新策略
近日，青島科技大學(xué)教授邢軍聯(lián)合南京大學(xué)和吉林大學(xué)等單位合作者在熒光材料領(lǐng)域取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《自然—通訊》。據(jù)介紹，低維有機(jī)無(wú)機(jī)混合鈣鈦礦材料作為白光發(fā)射體表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，其寬帶白光發(fā)射來(lái)源于自陷激子。由于鈣鈦礦材料中自限域的形成機(jī)制尚不清楚，因此制備新型白光發(fā)射鈣鈦礦主要依賴于篩選大量有機(jī)分子。
6、福建物構(gòu)所在全無(wú)機(jī)鈣鈦礦/氟化物復(fù)合納米材料研究取得進(jìn)展
在中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和閩都創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室自主部署基金等項(xiàng)目的支持下，中科院福建物構(gòu)所洪茂椿院士課題組與北京大學(xué)趙清課題組合作，通過(guò)一種簡(jiǎn)單的兩步異質(zhì)外延生長(zhǎng)法成功地將立方相CaF2嵌入α相CsPbI3鈣鈦礦的晶格中，將這種復(fù)合納米材料沉積在雜化鈣鈦礦Cs0.05FA0.81MA0.14PbI2.55Br0.45(CsFAMA)薄膜的晶界及表面上，制備出了高效且長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。
7、68.9%！光伏電池效率再創(chuàng)世界記錄
近日，F(xiàn)raunhofer-ISE研究人員在單色光下使用光伏電池獲得了68.9%的轉(zhuǎn)化效率，這是迄今為止在光能轉(zhuǎn)化為電能方面獲得的最高效率，世界記錄被再次刷新。ISE使用了一種由砷化鎵制成的薄光伏電池，并在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的背面上應(yīng)用了幾微米厚的高反射導(dǎo)電鏡，組件在858納米激光下照射。
風(fēng)能
8、三一重能：?jiǎn)挝磺邟唢L(fēng)面積再突破，助力超低風(fēng)速資源開發(fā)
近期，三一重能推出SI-175335和SI-183365兩款針對(duì)超低風(fēng)速區(qū)域的、極具成本和性能優(yōu)勢(shì)的新一代超低風(fēng)速機(jī)型。兩款機(jī)型的風(fēng)輪直徑分別為175m和183m，額定容量分別為3350kW和3650kW，單位千瓦掃風(fēng)面積分別可以達(dá)到7.18m²/kW和7.21m²/kW，在提升機(jī)組發(fā)電能力的同時(shí)，不僅能夠有效減少機(jī)位數(shù)量，也可以最大限度地降低現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸和安裝難度。
9、全球最長(zhǎng)碳?；炖瓟D葉片靜力測(cè)試一次性通過(guò)！
近日，明陽(yáng)智能MySE11-99A1碳玻混拉擠葉片一次性完成全尺寸靜力測(cè)試，印證了明陽(yáng)智能領(lǐng)先、可靠的葉片創(chuàng)新研發(fā)及制造能力，也為后續(xù)各項(xiàng)更大型葉片研發(fā)工作的開展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
10、中、美、歐整機(jī)商激烈競(jìng)爭(zhēng)超大型海上風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域，中國(guó)明陽(yáng)智能推出直徑242米的新產(chǎn)品
雖然在世界市場(chǎng)上知名度相對(duì)較低，但中國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商也得到來(lái)自中國(guó)政府層面的積極支持，并進(jìn)軍超大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)階段。中國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商廣東明陽(yáng)智能能源集團(tuán)正在開發(fā)的MySE16.0-242設(shè)計(jì)容量為16MW，比迄今最大14MW的Haliade-X或V236-15.0MW擁有更大的發(fā)電容量。
11、熱塑性復(fù)合材料風(fēng)電機(jī)組，或?qū)氐赘淖兒Ｉ巷L(fēng)電業(yè)
法國(guó)海洋研究所(IFREMER)展示了熱塑性材料如何提高疲勞性能，降低葉片失效的可能性，并使潮汐渦輪葉片在海洋能源應(yīng)用中更具可持續(xù)性。制造過(guò)程也更快、更節(jié)能。此外，占全球塑料產(chǎn)量約75%的熱塑性塑料可以回收利用，因?yàn)樗芰暇酆衔锊牧峡梢栽诟邷叵轮匦鲁尚筒⒃诶鋮s時(shí)重新固化。
儲(chǔ)能
12、昆士蘭理工大學(xué)模仿竹子結(jié)構(gòu)開發(fā)電池電極加快充電速度
竹子內(nèi)部有一種載水膜，使其成為世界上生長(zhǎng)最快的植物。據(jù)外媒報(bào)道，昆士蘭理工大學(xué)以此為靈感，開發(fā)出更高效的電池電極，從而加快充電速度。該研究項(xiàng)目建立在先前關(guān)于二維納米材料(超薄材料)的工作基礎(chǔ)上，這種材料可以在電池中非?？斓貍鬏旊x子。
13、日本研究發(fā)現(xiàn)紫外線可調(diào)節(jié)離子傳輸提升可充電電池/燃料電池性能
目前，汽車行業(yè)及其他行業(yè)都在努力提高可充電電池和燃料電池的性能。據(jù)外媒報(bào)道，日本筑波大學(xué)的研究人員有了一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)這一愿景。研究人員揭示了，在室溫下，紫外線能夠調(diào)節(jié)鈣鈦礦晶體中氧化物離子的傳輸情況。
14、以硅砂為儲(chǔ)能介質(zhì)，NREL研發(fā)低成本高循環(huán)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)
國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的研究人員正處于原型測(cè)試新的儲(chǔ)熱技術(shù)的最終階段——使用廉價(jià)的硅砂作為存儲(chǔ)介質(zhì)的低成本儲(chǔ)熱和高效電力循環(huán)(ENDURING)的經(jīng)濟(jì)型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。ENDURING利用剩余的太陽(yáng)能發(fā)電或風(fēng)電來(lái)加熱蓄熱材料，在這種情況下，硅砂通過(guò)一系列電阻加熱元件將它們加熱到1200°C。然后通過(guò)重力將其送入隔熱混凝土貯倉(cāng)以進(jìn)行熱能儲(chǔ)存。基線系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于存儲(chǔ)高達(dá)26GWh的熱能。通過(guò)對(duì)模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)微更改，可以相對(duì)輕松地增加或減少存儲(chǔ)容量。
15、山大劉宏教授團(tuán)隊(duì)在材料結(jié)構(gòu)應(yīng)變提升水系鋅電池性能方面獲新進(jìn)展
近日，山東大學(xué)晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉宏教授團(tuán)隊(duì)在氧空位和磷酸根基團(tuán)誘導(dǎo)的釩氧化物結(jié)構(gòu)應(yīng)變提升水系鋅電池正極性能研究方面取得新進(jìn)展，為提高水系鋅電池釩氧化物正極材料的性能，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)磷化處理的手段，在(Na,Co)V8O20·nH2O正極材料中引入氧缺陷和磷酸根基團(tuán)(P-Co-NVO)，誘導(dǎo)材料發(fā)生結(jié)構(gòu)應(yīng)變進(jìn)而引起層狀結(jié)構(gòu)扭曲，層與層之間形成的“空腔”結(jié)構(gòu)使得局部層間距增加。
氫能利用
16、單原子催化劑打破電水解制氫效率紀(jì)錄
美國(guó)能源部SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們報(bào)告說(shuō)，一種將單個(gè)銥原子固定在催化劑表面的新方法提高了催化劑分解水分子的效率，使其達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的水平。這是該方法第一次被應(yīng)用到氧演化反應(yīng)(OER)中。OER是電解過(guò)程的一部分，利用電將水分解成氫和氧。
17、日本：一種新型催化劑可以從氨中持續(xù)生產(chǎn)氫燃料
東京工業(yè)大學(xué)(Tokyo Tech)的研究人員開發(fā)了一種以鈣酰亞胺(CaNH)負(fù)載的鎳(Ni)催化劑，可以從氨中生產(chǎn)氫燃料和氮。東京理工大學(xué)的科學(xué)家們使用的這種新型催化劑，可以在比使用傳統(tǒng)鎳催化劑所需溫度低100?C左右的條件下分解氨。因此，使用這種新的催化劑可以讓研究人員向可持續(xù)制氫邁出重要的一步。
18、突破20%！太陽(yáng)能制氫創(chuàng)造了新的效率記錄
太陽(yáng)能制氫是一種清潔能源系統(tǒng)，在促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展方面具有巨大潛力。不幸的是，由于其生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)的高成本，目前它在很大程度上并不可行。現(xiàn)在，澳大利亞國(guó)立大學(xué)和新南威爾士大學(xué)的研究人員在利用低成本材料從太陽(yáng)能生產(chǎn)可再生氫方面創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。在太陽(yáng)能到氫的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，這組科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了超過(guò)20%的效率。
19、大連化物所在光電催化分解水制氫研究中取得進(jìn)展
近日，中國(guó)科學(xué)院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、太陽(yáng)能研究部研究員李燦團(tuán)隊(duì)在光電催化分解水制氫方面取得新進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)受自然光合作用Z機(jī)制的啟發(fā)，實(shí)現(xiàn)了高效光電催化全分解水過(guò)程，該過(guò)程的分解水制氫效率達(dá)4.3%，是目前文獻(xiàn)報(bào)道的最高效率。
20、浦項(xiàng)制鐵和斗山重工聯(lián)手開發(fā)氨基燃?xì)錅u輪機(jī)
浦項(xiàng)制鐵(POSCO)和斗山重工業(yè)&建設(shè)有限公司(Doosan Heavy Industries & Construction Co.,)這兩家氫能關(guān)鍵企業(yè)上周建立了雄心勃勃的綠色氨聯(lián)盟，將開發(fā)和運(yùn)營(yíng)一種新型燃?xì)廨啓C(jī)——使用清潔的氨產(chǎn)生的氫。根據(jù)協(xié)議，浦項(xiàng)制鐵將負(fù)責(zé)生產(chǎn)和供應(yīng)氨，而RIST將開發(fā)一種氨裂解器，將氨化合物分解成氫和氮。
生物質(zhì)能
21、大連化物所等構(gòu)筑分子篩雙功能催化劑實(shí)現(xiàn)高效制備生物燃油
近日，中國(guó)科學(xué)院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所研究員張濤與副研究員羅文豪團(tuán)隊(duì)聯(lián)合荷蘭烏特勒支大學(xué)教授Bert M.Weckhuysen，設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了具有金屬-酸“限域毗鄰”結(jié)構(gòu)的分子篩雙功能催化劑，實(shí)現(xiàn)了無(wú)溶劑體系下由纖維素醇解平臺(tái)分子乙酰丙酸乙酯“一鍋法”高效制備戊酸酯類生物燃油的新路線。
原標(biāo)題：新能源技術(shù)動(dòng)態(tài)一周回顧