鉅大LARGE | 點擊量：1014次 | 2019年01月08日
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(chǎn)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(lǐng)域的研發(fā)投入。眾多新能源領(lǐng)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。
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(chǎn)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(lǐng)域的研發(fā)投入。
眾多新能源領(lǐng)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(zhuǎn)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(shù)指標。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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(zhì)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(chǎn)業(yè)技術(shù)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(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）、東芝能源系統(tǒng)、東北電力及巖谷產(chǎn)業(yè)合作，開始在福島縣浪江町建設(shè)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(chǎn)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(chǔ)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(shè)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(gòu)提交的東海核燃料再處理設(shè)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(zhì)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(nèi)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(jié)構(gòu)吸附反應劑，該吸附劑可用于凈化俄遠東紅星造船廠內(nèi)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(shù)，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(shù)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(zhì)，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。
德國
致力解決氣候和霧霾問題，開發(fā)儲存制取氫的新工藝
2018年德國大規(guī)模啟動了碳轉(zhuǎn)化學項目以解決氣候和霧霾問題，這個由贏創(chuàng)公司和西門子合作的項目，擬利用人工光合作用，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有用化學物質(zhì)。按照計劃，到2021年將在魯爾區(qū)的馬爾化學工業(yè)園建成一個巨大的化學試驗裝置，預計每年可利用二氧化碳生產(chǎn)20000噸有用的化學品和燃料。該項目最終獲益的不僅是鋼鐵行業(yè)，還有化學和能源等行業(yè)。
德國尤利希研究中心和埃朗根—紐倫堡大學的研究人員合作，開發(fā)出了利用有機載體液和特殊催化劑，儲存和制取氫燃料的新工藝，可使原先裝卸氫燃料所需的兩個裝置簡化成一個裝置。這一新工藝將來應用于工業(yè)化儲氫和生產(chǎn)，將大大降低成本和能源消耗，對能源轉(zhuǎn)型具有重要意義。
不萊梅大學庫爾策教授領(lǐng)導的研究小組找到了一種解決地下水硝酸鹽污染的新方法，發(fā)現(xiàn)一種合成的多金屬氧酸鹽對于減少硝酸鹽水污染有特殊作用，這種納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)在水中對硝酸鹽還原起電催化效果。
韓國
建成應對核泄露系統(tǒng)，提高鋰電池性能
2018年，韓國建成了迅速應對核泄露的“核輻射狀況信息共享系統(tǒng)”，在核能設(shè)施周邊29個地點探測放射能量泄露數(shù)據(jù)并迅速應對。
韓國大學成功開發(fā)出一種利用太陽光譜中紅光捕捉二氧化碳的技術(shù)，能夠?qū)⒍趸嫁D(zhuǎn)換成一氧化碳中間物質(zhì)，從而生產(chǎn)燃料；此外，韓國還研發(fā)出了符合更高環(huán)保要求的氫氣制備技術(shù)。
韓國使用富鋰錳氧化物開發(fā)了一種兼具高電壓、高容量的黏合劑陽極材料，可大幅提高鋰二次電池的能量密度；同時，充電速度為現(xiàn)有鋰電池5倍、采用石墨烯球正極保護膜和負極材料的鋰二次電池也在韓國研發(fā)成功。
以色列
注重氫燃料電池研發(fā)，助力新能源汽車發(fā)展
在第6屆國際智能機動峰會上，以色列公司展示出水基氫燃料溶液，利用公司的專利催化劑，可以快速從溶液中獲取氫氣，供給氫燃料電池產(chǎn)生電能。該溶液具有無毒、化學性質(zhì)穩(wěn)定的特點，同時儲能密度高，且便于運輸和存儲。
以色列研究人員還發(fā)現(xiàn)在太陽能的作用下，過氧化氫在氧化鐵構(gòu)成的光電極上產(chǎn)生光化學分離的化學機理。該發(fā)現(xiàn)有望將水廉價且高效地轉(zhuǎn)化為清潔的氫燃料，促進氫燃料電池驅(qū)動的汽車大規(guī)模發(fā)展。
烏克蘭
建立環(huán)境研究中心，監(jiān)測研究自然生態(tài)
2018年9月，烏克蘭教科部、環(huán)境部、國立喀爾巴阡大學，以及喀爾巴阡山國家公園聯(lián)合建立了喀爾巴阡環(huán)境研究中心?？柊挖渖绞菣M跨中東歐多個國家的歐洲第二長山脈，目前存在著諸如地表水體污染、工業(yè)和生活垃圾污染等環(huán)境問題，以及自然生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性喪失、洪水和山體滑坡威脅增大的趨勢。該研究中心建立后，通過監(jiān)測和研究將為解決上述問題提供科學依據(jù)和解決方案。
