能源与环保

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美国利用钙钛矿组合材料提升太阳能电池效率

美国加利福尼亚大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）的研究人员开发出了由不同钙钛矿材料制成的多层混合光伏电池，实现了18.4%～21.7%的平均稳态效率，峰值效率达26%，刷新了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率纪录，计划于2017年上市。

据悉，该太阳能电池采用杂化有机-无机砾岩钙钛矿，以与常规硅基太阳能电池类似的方式捕获光子，将能量转换为电流，但其采用的钙钛矿光伏器件成本更低，而且更容易制造。其能够非常方便地喷涂到柔性表面，制作出可弯曲、高效率的太阳能电池板。分析表明，该太阳能电池的高效率归功于由单原子厚的六方氮化硼层分离的两种类型钙钛矿夹层，每个钙钛矿层设计为分级带隙层，具有低电阻和高增益，能够吸收不同波长的光。这种组合可有效地将大部分光谱上的光子收集和转换成电能。

该太阳能电池有望成为市场上成本最低的光伏发电设备，可方便地接入商业设备和家用太阳能系统中。 (楠综)

中科院多能源互补的分布式能源系统利用研究获进展

中国科学院工程热物理研究所的研究人员在太阳能与化石燃料等多能源互补利用的机理、系统集成及技术验证等理论与应用研究方面取得了新进展。

研究人员探索了太阳能与燃料热化学互补过程中不可逆性减少的能量的品位匹配规律，以反应化学能潜力利用为切入点，重新认知了聚光太阳能、燃料化学能、反应Gibbs自由能、热力循环热能的最大作功能力及品位的相互关系，建立了聚光太阳能与化石燃料热化学互补的品位耦合本征方程，揭示了燃料化学能燃烧释放品位降低、聚光太阳能集热品位提升的能量释放机理；构建和完善了中低温太阳能热化学利用吸收反应器设计方法，建立了太阳能吸收/反应器多物理场耦合模型，开发了太阳能集热系统模拟平台（PCT-HES），揭示了太阳能吸收/反应器内温度场、流场分布和热化学反应、热应力等耦合规律；提出了“源头节能”与“源头蓄能”的中低温太阳能与燃料热化学互补新方法，研制了20kW、百千瓦系列太阳能热化学互补发电实验平台，实现了多能源互补的分布式能源系统技术验证。

此外，研究人员还研制了聚光太阳能互补利用实验平台，实现了太阳能资源测量、聚光系统光学参数测定、吸收/反应器传热和反应耦合关键参数测量和评价等功能；提出了聚光太阳能热利用性能测试与调控新方法，发明了槽式太阳能集热器光学效率测试方法等技术；提出了太阳能与生物质能热化学互补的多联产系统，实现了二氧化碳零排放，并开展了原理性实验验证。 (科苑)

俄罗斯研发出连续100年不断电的小型核电池

俄罗斯萨马拉科罗廖夫大学的研究人员正在研制一种连续使用期可达100年的小型核能电池，计划于2016年制造出该核电池的试验样机。

该核电池利用多孔碳化硅结构保护放射性元素，能够在保证安全的同时，延长电池的寿命。其以特殊元素碳-14作为放射源，半衰期为5700年，辐射非常弱，甚至可被一张纸阻挡，放射源设置在电池金属盒中，可完全隔绝辐射，无害、无毒、廉价。

该核电池应用范围广泛：首先，其结构紧凑，适用于各种自动化系统中的传感器，可对石油或天然气管道等进行不间断监控。其次，其可用于为心脏起搏器等体内植入医疗器械供能，也可用作无人机的轻质、高功率电池。此外，由于碳化硅材料耐高低温性能优异，因此，装有这种核电池的传感器在机械制造领域也极具应用价值。其还可应用于为微处理器供能，可使信息保存数千年之久。 (KJ.1018)

“轮缘驱动潮流能发电技术研究与试验”项

由中国科学院电工研究所承担，浙江海洋大学、中科院力学研究所、合肥工业大学、华中科技大学、安阳斯普机械有限公司、舟山海联液压机械有限公司等单位共同参与完成的“轮缘驱动潮流能发电技术研究与试验”项目通过自验收。该项目突破了潮流能轮缘发电机系统、功率变换与控制系统、导流罩能量捕获等关键技术，为利用潮流能发电提供了一种切实可行的新型技术，具有良好的产业化应用前景。

所谓轮缘驱动潮流能发电技术，就是将导流罩、发电机及叶轮集成于一体，利用海洋潮流来发电的技术。该项目研发出了开放式结构的潮流能发电机，能够在各种恶劣海况下稳定发电，性能优于目前的液压式、变速箱式、垂直轴式等结构的潮流发电设备。该项目在浙江舟山西闪岛附近海域投放了一个海洋能综合利用平台——中科海电一号，目前该平台总装机容量为15kW，包括2台2.5kW的轮缘驱动潮流能发电机、2台风力发电机和2组光伏组件。自7月17日投放海试以来，该平台已安全运行超过100天，起动流速0.35m/s，每天发电11h～13h，共计发电量近目通过自验收300kWh，且未出现任何故障，基本实现了免维护。

据介绍，该项目技术的应用能够有效解决偏远海岛的生产生活用电问题，节约柴油等燃料的消耗。同时作为零污染的产能技术，其还能够有效保护海岛的生态环境。下一步，研究人员将进一步优化轮缘驱动潮流能发电机，为该项目技术的推广应用奠定基础。 (刊综)

我国推出“呐思系统” 军民携手精准治霾

由中国人民解放军防化学院牵头，中国科学院大气物理研究所、北京大学、国家气象中心和北京众蓝科技有限公司等单位联合开发的“全国空气质量高分辨率预报和污染控制决策支持系统”（NARS，简称“呐思系统”）发布，有望为我国军民融合发展树立一个典范。

据悉，“呐思”系统的研发是相关单位探索军民融合发展路子的有效尝试，其将核生化危害预测与控制理论、方法和技术应用于精准治霾技术体系，采用伴随方法，结合反向轨迹法、臭氧源分摊技术和颗粒物源分摊技术，以及采样源解析技术，实现了大气污染的精准溯源，可精确计算出不同区域、不同时段每个污染源对污染物浓度的贡献率，分辨率高达1km～3km，部分技术达到国际领先水平。根据计算结果，监管部门可对重排企业和主要污染源采取交叉式、间歇性减排或限排措施，弥补了当前研究中控制目标局限且尚未并行寻优的缺陷，提供了优化减/限排方案，解决了非法排放源识别和突发大气污染事故源不清或难以确定的难题，实现了应急控制代价和事故损失整体最优，在保证空气质量安全的同时，也兼顾了社会效益和企业经济效益。(新周)

中科院工程热物理所压气机气动性能研究获进展

角区分离是轴流压气机中普遍存在的一种流动结构，尤其是在非设计工况下，角区分离会导致压气机效率降低，增压能力下降。针对这一问题，中国科学院工程热物理研究所的研究人员采用平面叶栅实验与三维CFD（计算流体力学）数值模拟相结合的方法，对压气机典型工况下的角区分离流动结构，以及损失特性进行了深入研究。

实验与数值计算结果表明，三维CFD程序具有较好的可信度。在设计工况下，发生了轻微的角区分离，栅后损失也较小；在角区失速工况下，角区分离占据了更大的展向和弦向范围，栅后高损失区域明显增大。上述研究结果表明，不同工况下压气机角区分离流动结构和损失有所不同，随着来流攻角增大，角区分离影响范围扩大，损失也增加。研究人员将进一步研究轴流压气机角区分离的影响因素，从而探索更有效的压气机角区分离控制手段。 (科苑)