新能源材料

人工智能可帮电动车节能减排

如今电动车日益普及。美国研究人员设计了一个与著名的“阿尔法围棋”相同类别的人工智能系统，用于帮助电动车更好地管理能源和动力分配，从而实现节能减排的目的。“机器学习中有一个类别叫增强学习，也是‘阿尔法围棋使用的类别。‘阿尔法围棋将增强学习应用在下围棋上，我们则将其应用在提高能效这个方面，”美国加利福尼亚大学河滨分校华裔科研人员祁学伟表示。

祁学伟等人近日在美国《电气与电子工程师学会智能交通系统汇刊》等刊物上报告说，这套基于增强学习和演化算法研发的“能源管理系统”，目前主要应用于插电式混合动力电动汽车。插电式混合动力电动汽车可加油也可用外接电源充电，其动力有油和电2个来源。但许多此类汽车转换两种模式的方法只是简单切换，比如在电池电量耗尽后，就将动力来源切换到燃油发动机。而运用新开发的这套系统，可根据实时交通状况、预计行驶路线等情况，智能化地控制油电输出比例，这比简单切换的效率更高，据测算可让能源使用效率提高1/3。研究人员说，随着电动车的普及，充电时间、路径和地点的选择将成为车主生活中的重要问题。这套新研制的智能系统未来还可为此提供更有效、优化的汽车能源管理方案。随着电动车数量和用户使用数据的增加，这套具有自我学习能力的系统还可以不断提升能源管理水平。（新华网）

美国利用柳枝稷研制生物燃料

美国能源部生物能源技术办公室（BETO）与国家实验室及私营企业合作，利用柳枝稷等生物质研制成生物燃料，用作飞机燃料或直接取代汽车中的汽油。

2015年TennEra生物技术公司获得BETO资金，完成了高效利用柳枝稷的收获、运输和存储系统，可以降低柳枝稷生产过程成本，从而减少生物质燃料生产成本。劳伦斯伯克利国家实验室、联合生物能源研究所、阿贡国家实验室共同合作，开发出了柳枝稷生产航空燃料的工艺。柳枝稷是一种具有耐干旱和防洪水的植物，固氮能力非常好，能够提高土壤肥力。种植柳枝稷需要的水分较少，病虫害比较少，农药成本低，在农田边缘种植柳枝稷还可以减少水土流失。（科技部）

欧盟加速锂离子电池绿色设计开发

尽管锂离子电池技术存在一定缺陷，但在电动汽车、笔记本电脑和消费电子产品等领域的商业化应用愈加普及。近年来，来自亚洲规模化工业生产锂离子电池的竞争与日俱增，欧盟这一高增长行业的盈利空间受到挑战。欧盟第七研发框架计划（FP7）提供560万欧元，总研发投入850万欧元，由西班牙、法国、德国、意大利、奥地利、爱尔兰和瑞士7个欧盟成员国的锂离子电池工业界组成欧洲GREENLION研发团队，试图另辟蹊径，确保欧盟在锂离子电池绿色设计方面领先世界水平。

新一代锂离子电池联合技术攻关方向为：更环保、更高性价比和可持续循环再利用。在系列先进材料、组件、模块的生产制造工艺和整体结构绿色优化设计的基础上，不降低锂离子电池能量密度和安全可靠性的前提下，GREENLION团队成功有效地降低了新一代锂离子电池生产制造成本，同时大幅度提升了生态环境的兼容性。

具体研究内容包括：水基电解质电极技术的开发，避免使用有机溶剂；大容量150x20Ah单元制造技术及生产工艺开发，降低生产成本和提高性价比；系列绿色优化设计，节省原材料和方便回收循环再利用，包括自动化装配生产线设计；电动汽车用锂离子电池绿色标准及指标参数开发；锂离子电池生命周期和制造过程的环境负面影响评估。

锂离子电池技术关系到电动汽车产业的商用大众化普及，提高能源效率、降低生产制造成本和加速绿色设计开发，将是未来欧盟研发创新活动的主攻方向。（科技部网站）

法国铺建世界首条太阳能公路

近日，法国建成了全球首条光伏公路。该项目由法国国家太阳能研究院和全球道路建设领军企业Colas公司历经5年研发完成。

通过将道路基础建设和光伏发电技术结合，在实现道路提供清洁和可再生能源的同时，道路建设技术解决了光伏材料抗压耐用的问题。经测试，该道路可承受各类车辆的碾压和极端天气，同时在不进行大规模的土方工程情况下，可实现在原有路面直接铺装，具有不占用农业用地，不破坏自然景观的优势，未来将极大程度提高光伏发电在各类能源发电中的占比。法国电视台对这条全球首条光伏公路的建成进行了专门报道。（科技部网站）

韩科学家宣布锂电池新突破 电池储电量提高4倍

电池科技日新月异，电动车的行车距离也日益改善！韩国科学家发布最新款电动车，每次充电可行驶300km之远，续航力是一般电动车款的2倍，储存电量更是4倍之多。

光州科學技术院（Gwangju Institute of Science and Technology，GIST）近日宣布，GIST材料科学与工程系教授Eom Gwang-sup和麻省理工学院（MIT）电子研究实验室博士后研究员Lee Jung-tae携手合作，研发出最新款锂电池，若跟市面上的产品相比，新的锂电池储电量达到4倍，电池续航力也多达2倍。

传统的锂电池是以石墨、锂金属氧化物（Lithium Metal Oxide）做为阴极和阳极，由于这两种材料的储电量都较低，以当前的科技开发后，储电量已近极限，因此电动车的电池储存容量，增加的空间并不多。因此，韩国研究团队决定用全新的材料制作电池阴阳极，采用的是矽和硫。科学家特别加入硒来保护矽制阴极，进而开发出拥有锂和矽的阴极，另外并以硫、硒制作阳极。最新的锂电池每公克可储存约500mAh的电力，相较之下市面上的电池每公克则仅能储存100～150mAh的电力。这代表电动车每充电一次即可跑300km，是一般电动车的一倍之远。不仅如此，新款锂电池在充、放电1 500回之后，电池容量只会萎缩19%。也就是说，若用户每天充电一次，可稳定使用4年、不需更换电池；若将新款锂电池应用到智能手机，那么手机的重量可减少一半。（科技新报）

特斯拉和松下确定明年生产太阳能电池

松下和特斯拉近日宣布，双方已决定从明年起在纽约工厂生产光伏电池（太阳能电池）及组件。

2家公司在一份联合声明中称，双方计划从2017年夏季起在纽约布法罗（Buffalo）工厂生产光伏组件，到2019年产能将提升到1 000MW。

该计划是2家公司今年10月宣布的太阳能电池合作计划的一部分。当时，双方达成一项协议。根据该协议，特斯拉将在纽约布法罗市的新SolarCity工厂生产太阳能电池板。

但当时，这只是一项非约束性协议，其结果取决于特斯拉股东是否批准收购SolarCity交易。特斯拉宣布完成对太阳能公司SolarCity的收购，从而为特斯拉整合SolarCity太阳能电池板业务铺平道路。除了太阳能电池，松下目前还是特斯拉锂离子电池的主要供应商。2014年，松下曾同意对特斯拉超级电池工厂的设备、机械和其他制造工具进行投资。该工厂总造价为50亿美元，预计在今年年底投入生产。（京华时报）

我国新能源汽车产销量连续2年居世界第1

从工业和信息化部获悉，2016年我国新能源汽车产销51.7万辆和50.7万辆，连续2年产销量居世界第1。

工业和信息化部部长苗圩表示，经过几年的大力推广，我国新能源汽车产业发展取得积极进展，截至目前，我国累计推广量已经超过100万辆，占全球市场保有量的50%以上。2016年，我国新建公共充电桩达到10万个，是2015年的10倍。北京、上海、深圳等地建成了规模化的充电服务网络，充电基础设施建设得到稳步推进。

同时，我国新能源车技术水平也得到显著提升。目前，动力电池单体能量密度相比2012年提高了1.7倍，价格下降了60%，纯电动汽车的动力性、经济性、安全性以及舒适性，相比几年前都有了大幅度提升，基本能够满足人们日常出行需要，社会认可度也有明显提高。

据苗圩介绍，2016年，比亚迪、吉利、北汽等企业进入全球新能源汽车乘用车销量前10位，国产新能源客车技术水平达到世界领先，并已销往全球30多个国家和地区，实现了产品、技术、标准和服务协同“走出去”。（新华社）

2020年我国能源消费总量将控制在50亿t标准煤以内

国家发展改革委、国家能源局1月17日发布的《能源发展“十三五”规划》称，2020年我国能源消费总量控制在50亿t标准煤以内，煤炭消费总量控制在41亿t以内。全社会用电量预期为6.8万亿～7.2万亿kWh。

“规划明确了‘十三五时期我国能源发展的目标和重点任务，这是一个转型变革、创新发展的规划。”国家能源局副局长李仰哲说。规划提出，2020年，能源自给率保持在80%以上，增强能源安全战略保障能力，提升能源利用效率，提高能源清洁替代水平；保持能源供应稳步增长，国内一次能源生产量约40亿t标准煤，其中煤炭39亿t，原油2亿t，天然气2 200亿m3，非化石能源7.5亿t标准煤；发电装机20亿kW左右。根据规划，2020年，非化石能源消费比重提高到15%以上，天然气消费比重力争达到10%，煤炭消费比重降低到58%以下；单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年下降18%；能源行业环保水平显著提高，燃煤电厂污染物排放显著降低，具备改造条件的煤电机组全部实现超低排放；能源公共服务水平显著提高，实现基本用能服务便利化，城乡居民人均生活用电水平差距显著缩小。

规划明确，“十三五”时期，我国能源发展的主要任务是：高效智能，着力优化能源系统；节约低碳，推动能源消费革命；多元发展，推动能源供给革命；创新驱动，推动能源技术革命；公平效能，推动能源体制革命；互利共赢，加强能源国际合作；惠民利民，实现能源共享发展。（新华社）

消除爆炸隐患 内置“灭火器”的锂电池问世

美国研究人员新设计出一款内置灭火材料的锂电池，能在电池过热时及时灭火。斯坦福大学研究人员1月16日在美国《科学进展》杂志上发表论文介绍，他们将阻燃剂磷酸三苯酯用外壳包裹放进电池电解液中。当电池温度达到150℃时，阻燃剂外壳融化，释放出磷酸三苯酯。经测试，电池着火后能在0.4S内被扑灭。

锂电池广泛应用于手机等电子设备，可能因为突发摩擦、内部或外部温度过高发生自燃爆炸。美国国家运输安全委员会2016年2月发布警告，将锂电池列为易燃易爆物，要求货机将锂电池与其他易燃易爆物隔离存放。先前有研究人员将磷酸三苯酯不加外壳直接放入电池内部，但阻燃效果欠佳。（新华社）

大连理工大学提高燃料电池电催化剂耐久性

日前，大连理工大学化工学院教授宋玉江研究团队在燃料电池電催化领域取得了重要进展。该成果已被《高等功能材料期刊》以封面文章发表。

科研人员所研究的低铂及非铂电催化剂突破了传统方法制备非贵金属电催化剂的局限，将蒸发引导的分子自组装技术与高温热解方法相结合，可控制备了结构新颖的非贵金属电催化剂，有效地提高了非贵金属电催化剂的耐久性，为酸性条件下非贵金属电催化剂耐久性低的科学难题提出了可行的解决方案。为燃料电池汽车的大规模商业化提供了可能。（中国科学报）

电极材料改性新法可大幅提高电容器容量

功率密度高、充放电时间短、循环寿命长……说起超级电容器的好处很多，但是目前市场上的商用超级电容器容量普遍较低，影响了超级电容器的广泛应用。南京理工大学发现一种电极材料改性的方法，将大大提高电容器的容量。该成果已发表在最新一期国际权威刊物《先进材料》上。

超级电容器作为一种新型的高效储能装置，可以在短短几十秒时间内完成充电，并拥有数十万次的使用寿命。目前，市场上商业应用的超级电容器多采用活性碳材料电极，能量存储率有限，市场上的高端超级电容器每千克的容量只有锂电池的1/12，限制了超级电容器的应用。而金属氧化物做电极材料会拥有高3～4倍以上的理论容量，但由于电子、离子传输性能差，实际应用中容量却很难达到理论高度。

南京理工大学格莱特纳米科技研究所夏晖教授课题组，一直尝试通过材料改性解决容量瓶颈，即在能源材料化学结构中引入或拿出一些原子或基团，来改善材料本身较差的电化学特性。课题组在一次合成金属磷化物失败的实验中，偶然发现了一种有趣的改性方法：一种磷酸根离子可以对多种金属氧化物（如四氧化三钴、氧化铁、氧化镍）电极材料进行表面改性。通过磷酸根离子调节电极表面金属离子的周边电子环境以及多孔的超薄纳米片形貌，方便离子传输，提高氧化还原反应的效率，从而提高超级电容器的容量。该项研究将为超级电容器的广泛应用开启一个新的契机。（科技日报）

2020年海洋能装机将超5万kW

国家海洋局近日印发《海洋可再生能源发展“十三五”规划》。《规划》提出，到2020年，核心技术装备实现稳定发电，工程化应用初具规模，产业链条基本形成，全国海洋能总装机规模超过5万kW，海洋能开发利用水平步入国际先进行列。

《规划》明确：建设兆瓦级潮流能并网示范基地及500k W级波浪能示范基地，启动万千瓦级潮汐能示范工程建设，全国海洋能总装机规模超过50 000kW，建设5个以上海岛海洋能与风能、太阳能等可再生能源多能互补独立电力系统，扩大各类海洋能装置生产规模。（经济日报）

长春应化所折纸生物燃料电池研究获进展

生物燃料电池是一种酶替代贵金属催化剂的能量装置。与传统燃料电池相比，生物燃料电池除具有高效清洁、环境友好的优点，也具有来源广、操作条件温和、生物相容性好等独特优势。但是，生物燃料电池的小型化问题及其相对复杂的组装过程仍然是提高其实用性的一大难题。

中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室董绍俊课题组多年来致力于生物燃料电池的微型化与便携性研究。他们近期发展出一种新方法，通过将折纸技术与微型化的生物燃料电池结合起来，将软饮料中的葡萄糖催化转化从而直接获取能量。

他们针对如铂、金等贵金属阴极价格昂贵、易中毒、高度依赖溶液中氧含量浓度等缺点，创新性地提出了一种以二氧化锰作为阴极材料的消耗型阴极。这种阴极材料价格低廉、儲量丰富，且允许电池在无氧条件下运行，完全不需要贵金属的加入，正如美国犹他大学生物电催化领域的专家Shelley Minteer的评价，“利用纸作为基底而得到的廉价生物燃料电池，大部分都属于阴极限制型电池。”

在该项工作中，他们将二氧化锰阴极与生物阳极置于一个由滤纸制作的折纸通道内，成功地制作了一种新型低成本便携式纸基生物燃料电池，实现了生物燃料电池的微型化，为新型生物燃料电池的研发提供了新的思路。

这种折纸生物燃料电池可以直接用可口可乐和营养快线等商业化含糖软饮料作为燃料，具有廉价、易得的优点，有良好的应用前景。（中国科学报）

湖南省高效光伏组件智能制造示范线投产

1月19日，200MW高效光伏组件智能制造示范线，在湖南红太阳新能源科技有限公司正式投产。该生产线总投资1.3亿元，是目前国内自动化程度最高、人均生产效率最高、能耗最低的智慧型透明工厂。可实现单线年产能超过200MW，年产值可达6亿元以上。

在“中国制造2025”背景下，红太阳新能源自主研发并集成了全套国产化自动光伏生产设备。这套生产线采用自主研发并集成的自动化设备，可实现高效光伏组件的批量生产，制造成本降低0.06元/W，劳动效率提高50%以上。

这条省内唯一的高效光伏组件智能制造示范线，从备料开始，经过自动焊接、自动层压、自动包装等30多道工序，整个环节可全程信息控制和管理，实现人与机器、机器与机器间的高效对话。该生产线还有强大的生产制造执行系统和可视化生产管理系统，利用物联网、监控可视、数据集成等持续加强信息化管理服务，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂，打造光伏行业智能制造的标杆。（湖南日报）

首个商用高温气冷堆核电站技术方案发布

60万kW高温气冷堆核电站技术方案近日在清华大学发布。该项目标志着我国高温气冷堆技术从“863”时期的“跟跑”位置，到示范工程阶段的“领跑”位置，正式跨入商用阶段。建成后将成为国际首个商用高温气冷堆核电站。

高温气冷堆，是指用气体作冷却剂，出口温度高的核反应堆，是目前世界最安全的核反应堆堆型之一。由清华自主研发、我国具有完全自主知识产权的高温气冷堆是国际公认的第4代先进核能系统，具有安全性好、堆芯不会融毁及温度高、用途多等优势。2012年，在山东荣成开工建设了全球首座20万kW高温气冷堆核电站示范工程。目前，示范工程已进入到设备安装调试阶段，力争2017年底前后并网发电。此次发布的60万kW设计方案，是在山东荣成的示范工程基础上设计的，将具有同样的固有安全性、同样的主设备设计和同样的运行参数。

目前我国已突破高温气冷堆的全部核心技术，并有多个世界首创，如世界首个规模化陶瓷包覆颗粒球形燃料元件生产厂、首个电磁轴承主氦风机等。反应堆压力容器、蒸汽发生器等主设备也已完全国产化。（人民日报）