能源与环保

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澳大利亚刷新太阳能光气转化率新纪录

澳大利亚国立大学的科学家将太阳能光气转换率提高到了97％，创造了世界太阳能光气转化率的新纪录，可使太阳能热发电的成本降低10％，并实现夜间供电。

与光电太阳能板将光能直接转化为电力不同，澳大利亚国立大学的科学家开发的聚焦式太阳能发电（CSP）系统将太阳光反射到一个小型接收器上，当接收器变热后，里面贮存的水转化为水蒸气，推动涡轮机发电。这些热能被存储在熔融盐内，取代了传统方式使用的昂贵电池，即使在没有阳光的情况下，水仍然能够持续转化为水蒸气，产生电能。该系统采用凹面反射镜，聚光器面积达500m2，可将阳光反射至焦点处的一个接收器上。该接收器采用“礼帽”式外形设计，下面宽上面窄，可减少光气

转换过程中的热损失，使转化率达到97％。镜面反射而来的光线聚焦在接收器周围的注水管道上，可将水加热至500℃，转化成水蒸气。为减少热量损失，高温水蒸气将被“锁定”在接收器上层，即使发生热量流失，也能传导到下层注水管道中，从而提高了转化率。

目前，澳大利亚国立大学的科学家正在研究进一步降低该发电方式的电力成本的方法。

（威锋）

北京大学高温压电振动能量回收研究获重要进展

北京大学工学院材料科学与工程系的研究人员在高温压电振动能量回收研究方面取得重要进展，研制出了高温环境下基于压电原理的振动能量回收器件，有望应用于高温环境中速度、加速度传感，以及无线传感系统的能量自供给。

据了解，随着无线传感器网络的发展，高温环境中的传感器能量自供给问题日益成为发动机、内燃机、核能等设备重要部位自检测、传感与通讯亟需解决的科学和技术问题。研究人员研制了一种居里温度高达450℃的钪酸铋-钛酸铅（BiScO3-PbTiO3）基改性压电陶瓷，提高了器件在高温环境下的稳定性，而传统压电陶瓷的居里温度仅为200℃～350℃。在此基础上，研究人员设计了一种新型能量回收器件，旨在回收高温环境中的振动能量。研究人员发现：在给定的外界振动激励下，由于压电陶瓷材料的电畴活性在高温下被强化，压电性能显著增强，该新型能量回收器件在高温下（150℃～200℃）的功率输出比在室温下高1倍。目前，在1g加速度的激励下，该能量回收器件可产生数十微瓦的功率输出，通过材料和器件结构改进，今后有望实现毫瓦级的功率输出。

（北大）

“稳态置换流技术”通过成果鉴定

由石家庄奥祥医药工程有限公司开发的“稳态置换流技术”通过了中国环境科学学会组织的成果鉴定，达到国际领先水平。

据介绍，“稳态置换流技术”运用流体输运通量理论，通过降低流体湍涡的动量及能量损失，提高细颗粒物滤除效率，克服了常规“乱流”“稀释”设计原理的不足；通过“静压箱式管道送风末端系统”将“静压箱”和“微孔板出流”进行了科学组合，提出了“多元重构”设计理念，在空气洁净送风领域具有开创性意义。工程实践表明，该技术实现了用尽可能少的“洁净”空气置换“污浊”空气的目的。在同等进风量的情况下，该技术的出风口风速较低且稳定、均匀，不仅缩短了空气的自净时间，而且节能效果显著。

该技术采用静压箱式风道系统，省去了风量调节阀，可使初期投资和运转费用各降低30％以上。与常规设计送风方式相比，在相同工况下，采用该技术的空调系统能耗降低28％～40％，平均节能31％。该技术可广泛应用于药厂、食品厂、电子厂、医院、家居、学校、体育馆等场所，用于去除室内的PM2.5及挥发性有机物。专家建议，该技术要尽快形成定型产品，加快产业化步伐，扩大应用范围。

（W.KX）

麻省理工学院开发出新型封闭式锂空气电池

美国麻省理工学院的研究人员设计出一款新型锂空气电池，有望研制出适用于电子产品及电动汽车等产品的低成本、高效能电池。

与传统电池的密闭设计相比，锂空气电池具有开放性特点，存在复杂、低效，以及寿命短等缺陷。研究人员通过开发一种更实用的新型锂空气电池阴极设计，成功规避了这些缺陷。该新型锂空气电池采用封闭设计，氧保持全时固态的形式，固态氧携带锂离子时形成一种类似于玻璃的材质，这些分子被依次包裹进氧化钴基质中形成纳米锂氧。在这种形态下，氧化锂、过氧化锂，以及超氧化锂的转换完全以固态形式进行。采用该新型设计，锂空气电池的电压损耗从1.2V降低为0.24V，仅有8％的电能被转换成了热量。

实验结果表明，该新型锂空气电池的充电速度更快，发热较少，充放电过程中氧均以固态形式存在，消除了安全隐患，提高了能源效率，延长了电池寿命。

（W.XCL）

GE中国研发中心成功开发饮用水AL高通量反渗透膜

通用电气（中国）研究开发中心膜与表面技术实验室的研究人员开发出一款AL高通量反渗透膜。该高通量反渗透膜专为满足饮用水市场需求开发，具备大流量和高品质出水等特点，可使净水速度更快、净水过程更节能，预计将于2016年底投放市场。

净水器中的膜组件是水质安全的重要保障，但传统反渗透净水技

术将出水储存在水箱内，时间长了就会滋生细菌，除去水箱又会产生流量不足等问题。GE中国研发中心开发的AL高通量反渗透膜则打破了这一两难困境。研究人员对反渗透膜的配方进行了改进，提高了膜的亲水性和离子强度，可保证反渗透膜在高通量时仍具有同等的截盐率，比目前家用反渗透膜的通量提高约30％。（KX.0830）

世界电压等级最高、容量最大的柔性直流输电工程投运

8月29日，云南电网与南方电网主网鲁西背靠背直流异步联网工程柔性直流单元建成并投运。据称，该工程为世界电压等级最高、容量最大的柔性直流输电工程。

该工程在世界上首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式，将云南电网与南方电网主网相连的3条500kV交流线路通过交流变直流、再从直流变交流，实现云南电网与南方电网主网全部异步联网。中国科学院电工研究所和中国西电集团公司负责广西侧±350kV/1000MW换流阀及其控制保护系统的研发，换流器采用模块化多电平换流器拓扑，由2800多个功率模块

（5600多只电力电子开关器件）和其它部件构成，是目前世界上电路拓扑结构最复杂的单台电力电子换流装置。工程投运后，可有效化解交直流功率转移引起的电网安全问题，避免大面积停电风险，有效提高云南水电外送能力，实现丰水期富余电力电量合理消纳。

（KX.0831）

我国实施首例商用核电站乏燃料水池改造

7月29日，由中国核工业集团公司核动力研究设计院负责实施的大亚湾1号机组乏燃料水池高密度格架升级改造（简称“乏池密集贮存改造”）项目两台高密格架安装到位，项目第一阶段顺利完成，标志着我国已经掌握了核电站乏池密集化改造技术全周期（设计、制造、现场实施）管理技术，并成功实施了首例商用核电站乏燃料水池改造。

据悉，乏燃料水池是核电站存储乏燃料元件的场所，其容量直接关系着核电站的持续运营能力。乏池密集贮存改造的主要任务是将低密度的格架升级为高密度格架，在空间不变的情况下扩大存储容量，技术难度极高。根据大亚湾核电站的实际情况，乏池密集贮存改造是大亚湾1号核电机组乏燃料管理最合理的解决方法。

（中核）

可同时采集光能和机械能的复合能源衣研制成功

中国科学院北京纳米能源与系统研究所、美国佐治亚理工学院与重庆大学的研究人员合作，受到飞梭织布技术的启发，突破了电极微纳界面应力控制技术难题，将新型高分子纤维基太阳能电池与纤维摩擦纳米发电机共同编织起来，形成了一种单层、轻质、透气、廉价的新型全固态智能可穿戴织物。该织物不仅可以采集太阳光能，还可以将人体运动引起的织物内部纤维机械摩擦转化成电能，驱动随身电子设备不间断地工作。

研究人员采用飞梭织布技术，可在320µm厚的单层织物中，将太阳能织物模块与纳米发电机模块按照不同的电气输出要求进行各种复杂的串并联，并根据需求集成到人体衣物的不同部位。据悉，该能源织物在几百欧姆到几兆欧姆的阻抗范围内均能实现较为平稳的功率输出，大幅提高了织物作为电源的适配能力。研究人员还系统地研究了平纹、斜纹、缎纹、混合纹路等不同织物结构对织物器件电学输出的影响，并通过与彩色丝线共纺，实现了不同颜色、不同外观花纹的实用型能源织物。基于这种能源织物，一系列自供电衣服、窗帘、帐篷等日常生活中常用的布料物品都可实现自供电功能。

实验结果表明，长5cm、宽4cm的单层织物在户外阳光及机械运动的共同驱动下，不仅可为电子表、手机等设备持续提供电能，还可以驱动电解水等电化学反应。该新型能源织物可实现大规模生产，进一步降低织物的造价，在可穿戴电子、人体健康、能源、军事等领域应用前景广阔。

（KX.0914）

印度研发“太阳能树” 实现全方位太阳能发电

印度新德里科学与工业研究委员会的研究人员研发了一种“太阳能树”，能够有效利用土地面积，显著提高太阳能面板对太阳光线的利用率，对于实现太阳能推广与紧缺用地之间的平衡具有重要意义。

这种“太阳能树”是由钢铁做成的树状结构，太阳能电池板安装在“树”的不同高度，可接收不同方向的太阳光线。“树”的最上面还可安装洒水装置，用于清洗太阳能面板。据研究人员介绍，目前，与屋顶太阳能或太阳能发电厂相比，“太阳能树”具有可充分利用土地面积、发电效率更高两项优势。其占地仅约1.3m2，相同发电量所需占地面积仅为屋顶太阳能面板面积的1％。此外，由于“太阳能树”可将太阳能电池板安置在不同太阳朝向，因此，与屋顶太阳能相比，能够多接收10％～15％的太阳光线。未来，这种“太阳能树”还能根据太阳的位置，每天自动调整太阳能面板的方向2次，使其发电量在原有基础上再提升10％。

目前，研究人员正在与相关企业进行洽谈，以推进该项技术的规模化和产业化发展。

（W.GF）

我国铅基堆冷却剂技术取得重大突破

中国科学院核能安全技术研究所先进核能研究团队（FDS团队）牵头承担的“麒麟一号”中国铅基快中子反应堆研发工作取得重大突破：铅基堆冷却剂技术综合实验回路的实验能力和运行参数达到国际领先水平，突破了氧测量与控制等多项关键技术，打破了国际垄断，实现了核心技术自主化，对促进我国第四代核能铅基反应堆的工程化具有重要意义。

铅基堆凭借铅基材料优良的中子物理和热物理特性，以及稳定的化学性质，被认为是有望率先实现工业示范和商业应用的第四代核裂变反应堆。冷却剂作为热量转换与传输的载体，是核反应堆的“血液”，掌握相关技术是反应堆工程实施的前提和基础。中科院核能安全技术研究所经过20多年的技术攻关，在铅基堆创新设计理论与方法体系、关键设备研制与工程验证、安全与许可证技术，以及小型铅基堆产业化等方面实现了突破，为我国铅基堆商业化示范应用奠定了坚实的科学与技术基础。

（新华）