新能源材料

日本研發(fā)出3D打印全固態(tài)電池

一般全固態(tài)電池把電極和電解質(zhì)材料加溫、加壓壓制成型。這樣成本高，制件受熱而開裂；電解質(zhì)較硬，正、負極因重復充、放電而重復膨脹、收縮，二者不能緊密貼合，導致降低電池性能。日本東北大學科學家利用可自由改變硬度的材料，不需高溫工序，數(shù)小時3D打印成電池。通過層疊電池來增加單位體積的蓄電量，可延長汽車的續(xù)航里程。日本科學家把有利于鋰離子運動的特殊液體和氧化硅混合，形成類似于軟性隱形眼鏡的玻璃膜。這樣只要改變玻璃膜里的氧化硅含量，就可調(diào)整玻璃膜的柔韌度。把電解膜里的氧化硅含量減一半，物料就呈凝膠狀。再與經(jīng)紫外線照射、凝固狀的樹脂相混合而制成3D打印物料。另外，通過電解質(zhì)、正極用鈷酸鋰，負極用鈦酸鋰等加工成凝膠狀材料，也可充當3D打印物料。約2h利用3D打印成全固態(tài)電池。只要輸入?yún)?shù)，就可決定電池的形狀、尺寸。

3D打印全固態(tài)電池坯料只需紫外線照射固化（不需高溫固化）就制成制品。這樣大幅降低成本。即使電池構件膨脹、收縮柔性電解質(zhì)能夠牢固地貼合而不開裂。測試結果：電池可穩(wěn)定充、放電100次以上；通過了電池起火試驗；電池驅(qū)動汽車最大行駛速度達30km/h。待解決難題：電解質(zhì)的離子導電性差，亟須篩選最佳電解質(zhì)材料；因鋰離子無法順利移動，電極就無法瞬間釋放巨大能量；開發(fā)能量密度高的正極材料；提升電池的輸出功率，達到將電池安裝到純電動汽車上的目標；將電池在傳感器、可穿戴終端的電源等的用途實用化。（參考消息）

全球鋰電池設備市場規(guī)模將達千億級

行業(yè)分析機構起點研究發(fā)布的2021全球鋰電行業(yè)白皮書預測，未來4年是鋰電池設備需求高速增長期，2022年將達到千億級市場規(guī)模，2025年將達到2990億元。

鋰電池設備通常指鋰電池在組裝過程中所使用的設備。業(yè)內(nèi)人士認為，當前鋰電設備需求的飛速增長與電池廠商的大規(guī)模擴產(chǎn)規(guī)劃密不可分。從設備市場增長情況來看，自2016年以來，國內(nèi)鋰電設備市場空間快速擴大；2018-2020年出現(xiàn)小幅增長；2020—2021年市場增幅較大，尤其是2021年，同比增長接近80%，2022年將進一步增長。（中國能源報）

世界最大規(guī)模新能源分布式調(diào)相機群在青海投運

青海海南新能源基地最后3臺50M乏新能源調(diào)相機完成168h試運行后正式轉(zhuǎn)入商業(yè)運行，標志著世界最大規(guī)模新能源分布式調(diào)相機群在青海全面建成投運。調(diào)相機群投運后，可直接提升青海海南地區(qū)新能源外送能力350萬kW，預計年均增發(fā)新能源電量70.2億kWh，若全部輸送至華中地區(qū)，年均可替代當?shù)鼗痣娫?18.9萬t，減排二氧化碳574.2萬t，經(jīng)濟效益良好，節(jié)能減排收益顯著。對未來國內(nèi)大型清潔能源基地的建設、運行及外送消納提供了成功示范。

此次建成投運的21臺50M乏新能源分布式調(diào)相機群是世界首個、也是目前規(guī)模最大的新能源分布式調(diào)相機群。其中21臺調(diào)相機全部由我國自主研發(fā)生產(chǎn)，具有完全知識產(chǎn)權，具備動態(tài)性能好、過載能力強等優(yōu)點，動態(tài)電壓支撐能力較傳統(tǒng)電機提升2倍，溫升降低50%，過載能力大幅提升4.5倍，可在4000m高海拔地區(qū)運行，設備性能優(yōu)越，運行穩(wěn)定可靠。（科技日報）

我國突破核電技術發(fā)展瓶頸

近日，國家科技重大專項——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程首次并網(wǎng)成功，發(fā)出第1度電，標志著全球首座具有第4代先進核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆，實現(xiàn)了從“實驗室”到“工程應用”質(zhì)的飛躍，標志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第4代核能技術的國家之一，意味著在該領域我國成為世界核電技術的領跑者。

高溫氣冷堆采取小型模塊化的“樂高式”拼接設計，使得核電利用更加便利。我們能像搭積木一樣拼接式組建核電站，這種模塊化設計和建造的方法，能夠大幅縮短核電站的建造周期，同時降低建設成本?；诠逃邪踩匦裕邷貧饫涠堰€可大量簡化應急措施，廠址適應性更強，具備在人口相對稠密的大中型城市附近建設的條件。

更重要的是，高溫氣冷堆大幅拓展了核電利用的領域。高溫氣冷堆產(chǎn)生的高溫工作介質(zhì)可以作為高溫工藝熱源，用于煤的氣化、液化、技術冶煉等工藝，區(qū)域供熱和海水淡化，并能大大降低高溫制氫的成本，形成無污染、無排放的能源鏈。余熱分級利用，還可降低電站運營成本。（經(jīng)濟日報）

我生物質(zhì)發(fā)電研究取得新突破

揚州大學吳多利博士研究團隊在國家自然科學基金和江蘇省雙創(chuàng)博士項目相關項目的資助下，針對水蒸氣含量對鎳鋁涂層生物質(zhì)高溫腐蝕性能的影響進行的系統(tǒng)研究，取得了關鍵性新突破。相關研究成果已在材料腐蝕學科國際學術期刊《腐蝕科學》在線發(fā)表，這將為后續(xù)生物質(zhì)高溫腐蝕的防護措施提供更加全面的科學理論依據(jù)。

吳多利介紹，目前，關于生物質(zhì)高溫腐蝕的研究大都針對具有腐蝕性的沉積鹽，但生物質(zhì)發(fā)電廠的實際工作環(huán)境中水蒸氣對鍋爐過熱器管道的腐蝕也不容忽視。該研究團隊針對水蒸氣含量對鎳鋁涂層生物質(zhì)高溫腐蝕性能的影響進行系統(tǒng)的研究，深入闡述了不同水蒸氣含量下的涂層高溫腐蝕機理。

該團隊研究結果表明，在不含水蒸氣的條件下，涂層展現(xiàn)出優(yōu)異的抗腐蝕性能，在表面形成了以氧化鋁相為主的保護層。在局部區(qū)域發(fā)生氯化物腐蝕，造成輕微的表面和晶間腐蝕。而在含水蒸氣的條件下，除氯化物腐蝕外，水蒸氣滲透到腐蝕層/涂層界面，并產(chǎn)生活性氯，進一步加速腐蝕進程。水蒸氣含量的增加會在涂層表面形成大量鋁酸鉀，從而抑制氯的產(chǎn)生并減少涂層中氧化物形成元素的消耗。水蒸氣含量為15%時，涂層晶間腐蝕最嚴重；水蒸氣含量為30%時，涂層表面腐蝕最嚴重。（科技日報）

二氧化碳“變身”純甲酸液體燃料

中國科學技術大學曾杰教授與電子科技大學夏川教授、中國科學院大連化學物理研究所肖建平研究員合作，基于固態(tài)電解質(zhì)開發(fā)了1種新型電解反應器。他們利用可持續(xù)的清潔電能，配合所研發(fā)的銅基單原子催化劑，可以將溫室氣體二氧化碳高效轉(zhuǎn)化為高價值、高純度的液體燃料甲酸，無須進一步產(chǎn)物分離。該成果已在國際頂級學術期刊《自然·納米技術》雜志上發(fā)表。

曾杰教授聯(lián)合團隊研發(fā)了1種低成本、高活性的銅基單原子催化劑，實現(xiàn)了二氧化碳到甲酸的單一轉(zhuǎn)化。令人興奮的是，他們基于固態(tài)電解質(zhì)還開發(fā)了1種新型電解裝置，配合所研制的催化劑，以二氧化碳和水作為原料，可以直接連續(xù)制備得到無須分離的純甲酸液體燃料。利用這一新技術，研究人員在實驗室實現(xiàn)了濃度為0.1 mol/L的純甲酸水溶液的公升級制備。（光明日報）

氫燃料電池“突圍”國產(chǎn)化

作為氫燃料電池核心部件，質(zhì)子交換膜好比電腦的中央處理器，其質(zhì)量直接影響著電池性能、壽命及成本。早期，我國所用的質(zhì)子交換膜幾乎全靠進口，1m2折合20多g，價格堪比同等重量的黃金。而今，僵局被打破。

近日，我國首條全自主可控30萬m2質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線在武漢投產(chǎn)，這也是該領域目前技術最先進、一次性成膜最大的生產(chǎn)線?！绊椖看蚱屏耸袌鲩L期被國外廠家壟斷的局面，達產(chǎn)后可同時滿足2萬輛氫燃料電池汽車的用膜需求，也可用于固定式電站、備用電源、無人飛機等其應用場景。”國家電投氫能公司武漢綠動總經(jīng)理劉真介紹。

實現(xiàn)燃料電池關鍵材料和零部件國產(chǎn)化、批量生產(chǎn)，有助于大幅降低整車成本。記者了解到，以上述項目為代表，國產(chǎn)化力量正在加速突圍。（中國能源報）

中國石油成立3家新能源新材料研究院

中國石油迪拜研究院、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，標志著中國石油在事業(yè)發(fā)展科技先行，向綜合性國際能源公司轉(zhuǎn)型發(fā)展中邁出的堅實步伐，具有里程碑意義。

中國石油迪拜研究院主要立足中東、輻射非洲、兼顧其他地區(qū)，為海外上游業(yè)務提供最佳解決方案；中石油（上海）新材料研究院有限公司力爭成為新材料創(chuàng)新高地、新技術研發(fā)中心、成果轉(zhuǎn)化中心、人才集聚中心和國際科技交流與合作平臺；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創(chuàng)新中心、戰(zhàn)略與決策支持平臺、成果孵化與轉(zhuǎn)化平臺、人才引進與培養(yǎng)平臺、國際交流與合作平臺、新能源科技創(chuàng)新高地。

中國石油新型研究院聚焦傳統(tǒng)油氣和新能源新材料領域關鍵核心技術，力求打破傳統(tǒng)科技體制機制、激活研究機構創(chuàng)新活力、提升科技創(chuàng)新效率、營造良好的創(chuàng)新生態(tài)，力爭成為中國石油科技創(chuàng)新與管理模式、高端國際人才資源引進與培養(yǎng)、高端國際交流合作等方面的示范工程，強力支撐基業(yè)長青的世界一流綜合性國際能源公司建設。（新華網(wǎng)）

寧德時代進軍換電產(chǎn)業(yè)

寧德時代正式宣布進軍換電產(chǎn)業(yè)，推出換電服務品牌EVOGO及組合換電整體解決方案，稱其可以適配全球80%已經(jīng)上市及未來3年將要上市的純電平臺開發(fā)的車型，并首批在10個城市啟動換電服務。

作為電動汽車重要的補能方式，換電長期受困于標準不統(tǒng)一，相關企業(yè)呈現(xiàn)“單打獨斗”的局面。因此，擁有廣泛“朋友圈”的寧德時代強勢入局，被業(yè)界寄予推動標準統(tǒng)一、加速換電發(fā)展的厚望。

寧德時代對換電產(chǎn)品進行了一定創(chuàng)新，在車電分離模式下，將電池作為共享資產(chǎn)獨立出來，推出“換電塊、快換站、App”組合方案。與直接更換整塊電池不同，用戶可根據(jù)里程需要選擇不同數(shù)量的電池自由組合，按需租電。當用戶市內(nèi)短途出行時，只需更換1個電塊即可，精準匹配續(xù)航需求，不需租賃多余電塊，在降低使用成本的同時，避免浪費；用戶長途出行時，可選擇2塊甚至更多電池。（中國能源報）

氫能客車投運 服務綠色冬奧

北京冬奧期間，將有200輛搭載“氫騰”燃料電池系統(tǒng)的氫能客車為延慶賽區(qū)提供交通接駁保障服務。該燃料電池系統(tǒng)由國家電投氫能公司自主研發(fā)。

這種氫能客車續(xù)航里程達630km，能實現(xiàn)-30℃低溫啟動，滿足北方城市低溫運行要求。相較傳統(tǒng)化石能源車輛，氫能客車每行駛100km，可減少約70kg二氧化碳排放。

當前，國家電投正在建設中關村延慶氫能產(chǎn)業(yè)園，一期延慶園加氫站、二期冬奧配套制氫站已建成，三期研發(fā)測試區(qū)計劃2022年開工建設。其中，一期加氫站每天可為60輛氫燃料客車或200輛中小型氫燃料車輛提供加氫保障。北京冬奧期間，將根據(jù)需要提升加氫保障能力。（人民日報）

崇禮冬奧加氫站氫氣檢測實驗室投運

國內(nèi)首座站內(nèi)氫氣檢測實驗室——中國石化西灣子氫氣檢測實驗室近日在河北崇禮正式投運。該實驗室能完成燃料電池氫氣的13項典型指標檢測，將為保障冬奧會氫能質(zhì)量安全可靠提供有力技術支撐，助力“綠色冬奧”。

中國石化河北崇禮西灣子加氫站是中國石化4座服務冬奧加氫站之一，距離冬奧會張家口賽區(qū)僅15km，是進入賽區(qū)的重要交通樞紐。該站日供氫能力1000kg，設有加氫機2臺，可同時滿足35MPa、70 MPa氫燃料電池汽車加注需求。冬奧會期間，該站將為35MPa氫能公交、70MPa氫能中巴車等冬奧用車提供服務，同時還可服務物流卡車、氫能清掃車等多種氫能車輛。（新華網(wǎng)）

首批燃料電池汽車示范城市群建設全部啟動

2021年12月25日，京津冀燃料電池汽車示范城市群正式啟動，《京津冀燃料電池汽車示范城市群實施方案（簡本）》《京津冀燃料電池汽車示范城市群年度任務計劃》《京津冀燃料電池汽車示范城市群工作機制》等多個文件一同發(fā)布。至此，首批燃料電池汽車示范城市群建設工作全部啟動。

在未來4年的示范時間里，京津冀示范城市群將實現(xiàn)核心零部件技術突破，車輛應用不少于5300輛，購車成本降幅超過40%，新建投運加氫站不低于49座，氫氣售價不高于30元/kg。

根據(jù)《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案（2021—2025年）》提出的規(guī)劃，京津冀示范城市群將以冬奧會重大示范工程為依托，推廣京津翼地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。張家口賽區(qū)、延慶賽區(qū)將分別規(guī)劃投入625輛、212輛燃料電池車用于此次冬奧會。（中國能源報）