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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、生物能等新能源領域的研發(fā)投入。眾多新能源領域中,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、生物能等新能源領域的研發(fā)投入。

眾多新能源領域中,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指標。

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)?？茖W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)技術綜合開發(fā)機構(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)機構提交的東海核燃料再處理設施報廢計劃,耗資1萬億日元,報廢時長預計將持續(xù)70年。

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,能夠將二氧化碳轉換成一氧化碳中間物質,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。

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。