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2013年全球科技發(fā)展回顧:能源環(huán)保前沿技術(shù)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):97
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美國

最大載人太陽能飛機(jī)橫穿美國,太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率攀高,低溫制造晶體硅,研制可拉伸或折疊電池,新催化劑讓制氫過程排放近零。

5月3日,世界最大載人太陽能飛機(jī)“太陽驅(qū)動(dòng)”號(hào)從舊金山升空后于7月6日抵達(dá)紐約,完成橫穿美國飛行。

6月,萊斯大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)研制出一款基于大塊共聚物的太陽能電池,光電轉(zhuǎn)化率為3%。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)以鈣鈦礦為原料的太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率可達(dá)50%,是目前市場上同類電池的兩倍。能源部太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室首次采用較低廉的金屬如鎳和鐵為催化劑,快速分割氫達(dá)每秒兩個(gè)分子,接近商業(yè)催化劑效率。

斯坦福大學(xué)使用自然界中“產(chǎn)電菌”分解污水中廢物時(shí)充當(dāng)小型高效發(fā)電廠,提取水中存有約30%能量。密歇根大學(xué)研究人員開發(fā)出以液體金屬取代水溶劑、硅取代糖溶質(zhì)的一種低溫制造晶體硅新途徑。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室通過對(duì)鋰硫代磷酸鹽處理,首次成功為較高能量密度的鋰離子電池開發(fā)出高性能納米結(jié)構(gòu)固體電解質(zhì)。

西北大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)合作首次研制成功可拉伸的鋰離子電池,功率和電壓與同尺寸傳統(tǒng)鋰離子電池?zé)o異,而其柔韌特性能夠拉伸至原有尺寸的3倍,且不影響自身功能及運(yùn)行。亞利桑那大學(xué)開發(fā)出可多次對(duì)折的紙基鋰離子電池,變更小后表面能量密度和電容可增14倍。俄亥俄州大學(xué)研究人員在燃料中加入氧化金屬微粒成功使煤釋放熱量,并可捕獲過程中99%的二氧化碳。

德州大學(xué)研究人員借助氧化銅納米棒和陽光用二氧化碳生產(chǎn)液態(tài)甲醇,電化學(xué)效率達(dá)95%,還避免了出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象。

研究人員發(fā)現(xiàn)黑碳致暖效應(yīng)約是頭號(hào)溫室氣體二氧化碳的三分之二。

杜克大學(xué)使用金和氧化鐵納米粒子組合的新催化劑,產(chǎn)生氫氣時(shí)可將一氧化碳濃度降低近零。威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校研制出一種新的二硫化鉬結(jié)構(gòu),可充當(dāng)水制氫反應(yīng)中的快速催化劑。

英國

太陽能電池研究有新成果,生物能源研究與應(yīng)用并進(jìn);通過大腸桿菌生成柴油,海上風(fēng)能開發(fā)又進(jìn)一步。

6月,格拉斯哥大學(xué)科學(xué)家首次觀察到光合作用中能量轉(zhuǎn)化的量子機(jī)制,模擬該機(jī)制可設(shè)計(jì)出能量轉(zhuǎn)化效率更高的太陽能電池;8月,英美科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),讓有機(jī)太陽能電池內(nèi)的電子采用特定的方式“自旋”,可縮小有機(jī)太陽能電池和硅基太陽能電池在轉(zhuǎn)化效率方面的差異;11月,研究人員發(fā)現(xiàn)音樂所產(chǎn)生的聲波震動(dòng)會(huì)提升氧化鋅基太陽能電池的性能,對(duì)開發(fā)新型低成本的打印型太陽能電池具有重要意義。

5月,?巳卮髮W(xué)研究人員通過大腸桿菌(E.coli)特別菌株生成柴油,所產(chǎn)柴油可為現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施所用;5月,英國第一家Bio-LNG(生物液化天然氣)汽車加氣站開業(yè)運(yùn)營;10月,英國最大的生物煉油廠總投資3.5億英鎊的Vivergo乙醇工廠在赫爾運(yùn)行,年產(chǎn)生物乙醇4.2億升。

7月,目前全球最大海上風(fēng)電場——“倫敦陣列”海上風(fēng)電場正式運(yùn)營,裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)630兆瓦。

俄羅斯

將制定環(huán)境安全戰(zhàn)略,監(jiān)控森林狀況的衛(wèi)星數(shù)量將增,將加大在北極地區(qū)開拓和保護(hù)資源步伐。

11月,總統(tǒng)普京在國家安全委員會(huì)會(huì)議上表示,必須制定并通過俄羅斯環(huán)境安全戰(zhàn)略,包含對(duì)該領(lǐng)域的境內(nèi)外威脅的評(píng)估及安全臨界指數(shù)。

8月,俄羅斯聯(lián)邦林業(yè)署副署長安德烈·日林表示,2015年之前監(jiān)控俄羅斯森林狀況的衛(wèi)星數(shù)量將增至15顆,以提高對(duì)火源和非法砍伐林木情況的探測速度。到2020年,地球遙感衛(wèi)星群將由26顆衛(wèi)星組成,其中由全俄機(jī)電研究所研制的“老人”遙感衛(wèi)星,被用于及時(shí)提供氣象信息,以及監(jiān)控緊急情況、繪圖和尋找火源等。

9月,普京表示,俄羅斯正在北極地區(qū)積極尋找和開發(fā)新的天然氣、石油和其他礦物、原料資源產(chǎn)地,建設(shè)新的大型交通和能源設(shè)施,復(fù)興北海航線。

德國

電池技術(shù)有突破,氫能和超導(dǎo)等均取得進(jìn)展,檢測到南極臭氧層空洞在縮小,高效消除水中藥物殘留。

德累斯頓大學(xué)等實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽能電池效率12%,打破曾創(chuàng)10.7%的世界紀(jì)錄。吉森大學(xué)等科研人員用金屬鈉取代最常用的金屬鋰作電極材料,研制出“鈉—空氣電池”。弗勞恩霍夫材料與光束技術(shù)研究所開發(fā)出新型鋰—硫電池,充電循環(huán)次數(shù)擴(kuò)大到1400次。弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所開發(fā)出一種高效電動(dòng)汽車感應(yīng)充電系統(tǒng),功率達(dá)22千瓦。

亥姆霍茲柏林材料與能源中心利用具有金屬氧化物層的硅薄膜電池,研發(fā)出一種低廉的太陽能電解水制氫方法。萊布尼茲催化劑研究所利用一種釕復(fù)合體作為催化劑,在常壓和60攝氏度到90攝氏度下取得最佳制氫效果。波鴻魯爾大學(xué)光生物技術(shù)研究所通過半化學(xué)合成的手段,制備出具有生物活性氫化酶。

8月26日,位于北海、發(fā)電功率達(dá)400兆瓦的德國最大海上風(fēng)力發(fā)電園BARDOffshore1啟用?査刽敔柤夹g(shù)研究院(KIT)參與歐盟新項(xiàng)目SUPRAPOWER,建造旋轉(zhuǎn)式低溫恒溫器,利用超導(dǎo)體發(fā)展風(fēng)能。由KIT負(fù)責(zé)開發(fā)、在埃森鋪設(shè)的世界上最長的高溫超導(dǎo)陶瓷電纜,輸電電壓為10千伏、功率達(dá)40兆瓦。

阿爾弗雷德

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