能源與環(huán)保

聯(lián)合動(dòng)力公司海洋潮流能發(fā)電裝備技術(shù)獲突破

國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司自主研發(fā)的世界首臺(tái)應(yīng)用270°電動(dòng)變槳技術(shù)和水下視頻技術(shù)的300kW海洋潮流能發(fā)電機(jī)組成功下海，并順利并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行。

據(jù)悉，聯(lián)合動(dòng)力公司率先攻克了海流波動(dòng)和變槳耦合作用對(duì)機(jī)組穩(wěn)定控制的技術(shù)瓶頸，研發(fā)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)應(yīng)用電動(dòng)變槳技術(shù)的潮流能發(fā)電機(jī)組。針對(duì)180°變槳技術(shù)能量捕獲效率低的問題，聯(lián)合動(dòng)力公司開發(fā)出了270°電動(dòng)變槳技術(shù)，變槳范圍更大，變槳策略更加靈活，實(shí)現(xiàn)了正反向海流能量的全面捕獲，能量捕獲和發(fā)電效率達(dá)到最優(yōu)。該機(jī)組還采用水下視頻技術(shù)來(lái)監(jiān)控機(jī)組，可對(duì)機(jī)組3處關(guān)鍵部位進(jìn)行全壽命周期的不間斷監(jiān)控。聯(lián)合動(dòng)力公司擁有該海洋能機(jī)組研發(fā)設(shè)計(jì)的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)了海洋潮流能發(fā)電技術(shù)世界引領(lǐng)，推動(dòng)我國(guó)海洋潮流能發(fā)電技術(shù)進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。

(NY.0404)

美國(guó)萊斯大學(xué)研制“凈水”鈦納米顆粒纖維墊

美國(guó)萊斯大學(xué)的研究人員研制出一種新的“鈦納米顆粒纖維墊”，可以吸附并分解水中的污染物。這種“凈水器”由二氧化鈦納米粒子嵌入高滲透聚乙烯纖維中制成。由于聚合物纖維具有疏水性能，因此，其不會(huì)吸收水分，但可以吸附污染物。在鈦納米顆粒纖維墊吸附污染物后，將其暴露在紫外線下，即可觸發(fā)光催化反應(yīng)，釋放出活性氧（ROS），從而分解污染物。與其它系統(tǒng)相比，這種設(shè)計(jì)更加快速、安全，而且節(jié)能。

在傳統(tǒng)二氧化鈦水處理工藝中，通常需要將大量的原料添加到廢水中，在完成光催化過(guò)程后，再將處理過(guò)的水從泥漿中濾出，處理效率低，且無(wú)法破壞污染物。在某些情況下，過(guò)濾泥漿的能源成本甚至超過(guò)紫外光照射分解過(guò)程所需。因此，研究人員通過(guò)固定催化劑來(lái)解決這一問題，使催化劑更易于重復(fù)使用和保留。除了速度更快以外，該鈦納米顆粒纖維墊還可節(jié)省能源。如果污染物太多，紫外光難以照射到二氧化鈦顆粒所在位置，還可采用兩步處理方法，即先把鈦納米顆粒纖維墊吸附的污染物清除掉，然后將其轉(zhuǎn)移到一個(gè)較潔凈的水池中，再進(jìn)行紫外線照射，使污染物分解。這樣，該鈦納米顆粒纖維墊就可重復(fù)使用了。

(搜 狐)

我國(guó)在甲醇直接制乙二醇研究方面取得系列成果

廈門大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究人員合作，在甲醇C-C偶聯(lián)直接制乙二醇的研究方面取得了突破性進(jìn)展。相關(guān)研究成果申請(qǐng)了國(guó)內(nèi)發(fā)明專利和國(guó)際專利PCT（專利合作協(xié)定）。

甲醇經(jīng)可控C-C偶聯(lián)反應(yīng)制C2或多個(gè)碳原子的化合物是化學(xué)領(lǐng)域極具吸引力和挑戰(zhàn)性的反應(yīng)。當(dāng)前甲醇C-C偶聯(lián)反應(yīng)主要限于羰基化反應(yīng)和脫水偶聯(lián)制烯烴或芳烴，即MTO或MTA過(guò)程，難以高選擇性地獲得特定產(chǎn)物。保留甲醇分子C-OH鍵而選擇性地活化其C-H鍵，生成乙二醇被公認(rèn)為化學(xué)領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的反應(yīng)之一。

研究人員采用光催化方法，在CdS催化劑上首次實(shí)現(xiàn)了可見光照射下甲醇脫氫偶聯(lián)制乙二醇和氫氣的反應(yīng)；在催化材料設(shè)計(jì)方面，成功構(gòu)建了多孔MoS2-foam修飾的CdS納米棒催化劑，大幅提升了可見光照射下乙二醇的選擇性和生成活性；通過(guò)設(shè)計(jì)反應(yīng)分離的反應(yīng)器，乙二醇選擇性可達(dá)90%，收率達(dá)16%，量子效率達(dá)5%（450nm）。

據(jù)悉，這種可見光驅(qū)動(dòng)的甲醇轉(zhuǎn)化新過(guò)程不僅提供了一種溫和條件下乙二醇的高效制備方法，而且為存在羥基等官能團(tuán)的小分子中惰性C-H鍵的選擇性活化開辟了新的途徑。

(廈 大)

瑞士研發(fā)出全球首個(gè)基于甲酸的燃料電池

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員研發(fā)出了世界上首個(gè)基于甲酸的燃料電池。與傳統(tǒng)的氫燃料電池需要使用氫氣相比，其使用的甲酸更易儲(chǔ)存和運(yùn)輸，適用于為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供環(huán)保能源。

由于氫氣燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生污染物，具有優(yōu)異的環(huán)保性能，因此，以氫氣為燃料的氫燃料電池已成為清潔能源發(fā)展的重要方向之一。但是，氫氣的體積能量密度非常小，要產(chǎn)生可實(shí)用的能量，所需氫氣在氣態(tài)下的體積龐大，將氫氣壓縮儲(chǔ)存和運(yùn)輸也面臨許多難點(diǎn)。甲酸可以由氫氣和二氧化碳反應(yīng)生成，也可通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使其釋放出氫氣，1L甲酸可生成590L氫氣。此外，甲酸在正常條件下呈液態(tài)，易于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處理，而且其全球產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)定，用于燃料電池具有顯著優(yōu)勢(shì)。

研究人員研發(fā)的基于甲酸的燃料電池主要包括兩部分：一部分名為HYFORM，使用釕基催化劑從甲酸中產(chǎn)生氫氣；另一部分是名為PEMFC的燃料電池，使用前一部分送來(lái)的氫氣發(fā)電。該裝置的標(biāo)稱功率為800W，約相當(dāng)于200臺(tái)智能手機(jī)同時(shí)充電所需的功率。該裝置還具有維護(hù)成本低、技術(shù)可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，只要甲酸供應(yīng)保持穩(wěn)定，其就能夠作為環(huán)保能源長(zhǎng)期運(yùn)行。

(W.XH)

中科院大連化物所鋰硫二次電池技術(shù)研究獲新進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究人員在鋰硫二次電池技術(shù)研發(fā)方面取得新進(jìn)展。

經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)試，新研制的能量型鋰硫二次電池的比能量達(dá)到609Wh/kg，刷新了二次電池比能量的紀(jì)錄。該電池也具有優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性：在-20℃的環(huán)境中，放電比能量達(dá)到400Wh/kg；在-60℃的極寒環(huán)境中仍可工作，表現(xiàn)出了顯著優(yōu)于鋰離子電池的低溫性能。此外，新研制的功率型鋰硫二次電池的持續(xù)放電倍率大于4C，脈沖可達(dá)10C。目前，所研制的電池已通過(guò)了第三方安全性能測(cè)試，安全性滿足使用要求。該項(xiàng)研究進(jìn)展證明了鋰硫二次電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用的可能性，但在實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用之前，仍需進(jìn)一步攻克電池循環(huán)性能差等瓶頸問題。

為了推進(jìn)鋰硫電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，大連化物所與中科派思儲(chǔ)能技術(shù)有限公司合作建成了超過(guò)6700m2的現(xiàn)代化鋰硫電池生產(chǎn)車間和自動(dòng)生產(chǎn)線，產(chǎn)能3000000Ah/年。雙方共同研制開發(fā)的太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)用鋰硫電池組參加了總體單位組織的全系統(tǒng)地面聯(lián)試，取得了良好效果，并通過(guò)了用戶驗(yàn)收。

(大化物)

我國(guó)突破『人造太陽(yáng)』關(guān)鍵調(diào)控技術(shù)

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所的研究人員在EAST（全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置）上利用三維旋轉(zhuǎn)磁擾動(dòng)場(chǎng)控制偏濾器靶板熱負(fù)荷研究方面取得了突破性進(jìn)展，并通過(guò)與美國(guó)通用原子能公司合作，將該項(xiàng)研究成果在美國(guó)DIII-D裝置上進(jìn)一步拓展用于旋轉(zhuǎn)加混合擾動(dòng)模式的磁擾動(dòng)場(chǎng)研究。

研究人員通過(guò)采用環(huán)向旋轉(zhuǎn)的外加磁擾動(dòng)場(chǎng)在EAST上開展邊界局域?？刂茖?shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)磁擾動(dòng)期間靶板上的粒子流分布出現(xiàn)環(huán)向非對(duì)稱的分裂結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)隨著旋轉(zhuǎn)的磁擾動(dòng)場(chǎng)沿靶板環(huán)向同步旋轉(zhuǎn)，驗(yàn)證了該控制手段的有效性。磁擾動(dòng)譜型掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在保持抑制效果的情況下，還可將分裂結(jié)構(gòu)的局域粒子流分布沿靶板環(huán)向做較大范圍的移動(dòng)。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨時(shí)間變化的擾動(dòng)場(chǎng)有利于粒子流和熱流在整個(gè)靶板上的均化，避免靶板局部過(guò)熱。在此基礎(chǔ)上，研究人員通過(guò)國(guó)際合作，進(jìn)一步在DIII-D裝置上開展了低碰撞率下混合環(huán)向模數(shù)n旋轉(zhuǎn)磁擾動(dòng)場(chǎng)的控制實(shí)驗(yàn)，在利用靜態(tài)擾動(dòng)分量維持對(duì)邊界局域模抑制的同時(shí)，利用旋轉(zhuǎn)分量成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)靶板上熱流和粒子流的均化控制。該項(xiàng)研究對(duì)于未來(lái)在磁約束聚變裝置中，利用三維磁擾動(dòng)控制靶板瞬態(tài)熱負(fù)荷的相關(guān)技術(shù)研究具有重要的推動(dòng)作用。

(KJ.0402)