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2018年,美政府在大力推動(dòng)傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí),持續(xù)加大對(duì)太陽(yáng)能、核能、地?zé)崮?、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(fù)極大容量化成功,大規(guī)模開(kāi)始制氫系統(tǒng)投建,其他各國(guó)在新能源的開(kāi)發(fā)上也是不甘落后,多以鋰電池和氫燃料電池為主進(jìn)行新能源研究。

美國(guó)

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(dòng)傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí),持續(xù)加大對(duì)太陽(yáng)能、核能、地?zé)崮?、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(zhǎng)的可充電水基鋅電池、靠細(xì)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(xué)家也取得不少成果。他們將有機(jī)太陽(yáng)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(xué)開(kāi)發(fā)的新型燃料電池反應(yīng)合金催化劑,在活性和耐久性方面更是超過(guò)了能源部2020年車(chē)用電催化劑技術(shù)指標(biāo)。

在維護(hù)生態(tài)環(huán)境安全方面,盡管政府最新氣候評(píng)估報(bào)告稱,氣候變化將給美國(guó)帶來(lái)多重傷害,但并沒(méi)有說(shuō)服特朗普總統(tǒng)?？茖W(xué)家依然不遺余力游說(shuō),不僅發(fā)文稱美墨邊境墻會(huì)嚴(yán)重危害地區(qū)生物多樣性,還對(duì)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(yīng)的證實(shí)、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(kāi)發(fā)等成果,都成為保護(hù)全球生態(tài)環(huán)境安全的助推劑。

日本

鋰電池負(fù)極大容量化,制氫系統(tǒng)投建

大容量不劣化的鋰電負(fù)極研發(fā)成功。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所新開(kāi)發(fā)出了一種鋰離子電池使用的負(fù)極,容量約為目前主流的石墨負(fù)極(372mAh/g)的5倍,與一氧化硅的理論容量基本一致。新開(kāi)發(fā)的電極在反復(fù)充放電200多次后,容量依然沒(méi)有變化,確認(rèn)具備大容量、長(zhǎng)壽命的特性。利用此次開(kāi)發(fā)的電極有望提高負(fù)極的能量密度,推動(dòng)鋰離子二次電池實(shí)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(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)、東芝能源系統(tǒng)、東北電力及巖谷產(chǎn)業(yè)合作,開(kāi)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(wàn)千瓦制氫能力。利用該系統(tǒng)制造的氫預(yù)定用于燃料電池發(fā)電用途及燃料電池車(chē)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(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)大功率、高熱效率、低排放。產(chǎn)綜研與日本岡山大學(xué)、東京都市大學(xué)、早稻田大學(xué)組成的研究小組,在小型發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中,利用氫燃料優(yōu)異的燃燒特性確立了新的燃燒方式,開(kāi)發(fā)出全球首款能實(shí)現(xiàn)高熱效率和低氮氧化物(NOx)的火花點(diǎn)火氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

東海核燃料再處理設(shè)施報(bào)廢計(jì)劃獲批。日本“原子力規(guī)制委員會(huì)”2018年6月批準(zhǔn)了由日本原子力研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)提交的東海核燃料再處理設(shè)施報(bào)廢計(jì)劃,耗資1萬(wàn)億日元,報(bào)廢時(shí)長(zhǎng)預(yù)計(jì)將持續(xù)70年。

韓國(guó)

建成應(yīng)對(duì)核泄露系統(tǒng),提高鋰電池性能

2018年,韓國(guó)建成了迅速應(yīng)對(duì)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(gè)地點(diǎn)探測(cè)放射能量泄露數(shù)據(jù)并迅速應(yīng)對(duì)。

韓國(guó)大學(xué)成功開(kāi)發(fā)出一種利用太陽(yáng)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(guó)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(guó)使用富鋰錳氧化物開(kāi)發(fā)了一種兼具高電壓、高容量的黏合劑陽(yáng)極材料,可大幅提高鋰二次電池的能量密度;同時(shí),充電速度為現(xiàn)有鋰電池5倍、采用石墨烯球正極保護(hù)膜和負(fù)極材料的鋰二次電池也在韓國(guó)研發(fā)成功。