新能源材料

英国发现真菌可为生物燃料的生产提供方案

英国约克大学研究团队在一种真菌中发现了一种酶，可以作为催化剂引发生化反应，分解木质纤维素。该项研究表明，这种酶可以使农业废料释放出有价值的化学物质，这可能为生产更多的生物燃料和有价值的化学物质提供解决方案。

这项研究使用了林业和农业废料如麦秸中的木质纤维素。科学家们长期以来一直认为，如果可以找到一种分解方法来有效地处理这种干物质，则可以将其用作生产燃料和化学品的可持续资源。该研究团队发现，名为Parascedosporium putredinis NO1的真菌产生的酶可以突破木质素，从而开始降解过程，最终产生生物燃料。该研究证明了用这种酶处理可以提高木质纤维素的消化率，提供了用木质素生产有价值产品的可能性，同时降低了加工成本。（科技部）

加拿大阿尔伯塔大学研究从生物废弃物中生产航空燃料

加拿大阿尔伯塔大学农业、生命和环境科学学院教授、首席研究员大卫·布雷斯勒正在进行一个为期3年的项目，旨在利用农业和食品业的可再生油脂，如餐馆废弃油脂、不可使用的作物油、乙醇工厂的玉米油等，为航空业开发低碳生物燃料。研究人员将在实验室搭建先进的燃料测试平台，并为生物航空燃料的商业化量产做准备。该项目已获加拿大自然资源部289万加元资助。

布雷斯勒表示，生物航空燃料是在不久的将来满足排放标准的最快、最简单、最有效的途径。如果投入商业应用，到2030年，仅在阿尔伯塔省，这种获得专利的生物航空燃料就可能带来约1.33亿加元的收入。（科技部）

俄罗斯科研团队研发出天然气制取氢气和乙烯技术

来自俄罗斯科学院西伯利亚分院催化所研发出采用纳米超分散催化剂及激光辐射方法以天然气作为原料制取氢气和乙烯的技术，在俄罗斯科学基金的支持下现正从事数学建模工作，以将所研发的实验室技术提升至中试水平，预计项目完成后可将产品货值（与天然气价格相比）提高数倍，具有极佳的应用经济性。

科研团队首先解决了甲烷的活化问题，一般是采用1200℃以上高温或高活性催化剂进行甲烷的活化，然而前者的能耗高，后者对反应产物具有更高的活性，可将其进一步分解为碳，由此限制了催化剂在所研发技术中的应用，为此科研人员将催化剂改性成具有高活性的超分散纳米粉末，并辅以激光辐射从甲烷中制取氢气和乙烯单体。催化剂纳米颗粒及甲烷气流被激光辐射加热至1200℃以上，纳米颗粒上的甲烷开始分解，形成的化学基团扩散到冷介质气体中形成乙烷、乙烯和氢气，即所研发的工艺技术为双温度介质模式，活化发生于热相中，而合成则在600～800℃的“冷”相中进行。

俄罗斯科研团队所研发的此项节能技术既有助于氢能技术的发展，还可提高乙烯产量。（科技部）

英国格拉斯哥大学研究可回收新型3D打印电池

格拉斯哥大学研究人员开发了使用植物淀粉和碳纳米管制成的新型3D打印电池，可为移动设备提供环保、高容量的电源，这将使得锂离子电池能够更有效地存储和输送电能。

研究人员通过在设计中引入微小的纳米级和微米级细孔，在电极的尺寸和表面积之间取得更好的平衡。他们使用了增材制造技术（3D打印）来严格控制电极中每个孔的大小和位置。在3D打印机中加载他们开发的材料，该材料结合了聚乳酸、磷酸铁锂和碳纳米管。聚乳酸是一种可生物降解的材料，由玉米、甘蔗和甜菜的淀粉加工而成，可提高电池的可回收性。

研究发现，300μm电极电池具有70%的孔隙率，在测试过程中表现最佳，其比容量为151mAh/g，是具有相同厚度的固态电极的传统锂离子电池性能的2～3倍。（科技部）

日立造船开发出世界最大级别全固态锂电池

日立造船集团利用其公司内部技术，采用独特制造方法，成功实现在无需机械加压的条件下完成了全固体锂离子电池的充放电。以前，机械加压对全固态锂电池充放电不可或缺。因为全固态电池体积小，能更快地储存更多的电能，而且其用于储存和释放电能的固体电解质固体具有阻燃性，安全性强，所以被称为代替液体电解质锂电池的新一代电池。

日立造船新开发的全固态锂电池容量达到1000mAh，其储电容量被认为是当前世界最大级别。其适用温度范围广，具体为-40～100℃。由于能够承受高温、真空等严酷环境，所以它将来在人造卫星、工业机械、医疗器械等领域都具有广泛应用前景。（科技部）

法国国营铁路公司揭开区域快速列车氢气化序幕

法国国营铁路公司（SNCF）正式敲定与阿尔斯通的14辆Regiolis氢燃料电池列车订单（含2辆备选），总额近2亿欧元。这批列车将自2023年起进行“空跑”测试，2025年后在奥罗阿、勃弗孔、东部和奥西塔尼亚等4个大区投入商业运营，旨在最终取代在铁路网上部分非电气化运行的柴油区域快速列车（TER），同时节省在已经无利可图的轨道上铺设架空线供电的成本。

据SNCF预测，氢气列车的成本高出柴油车30%，高出混电车20%。一般来说，TER电车单列造价为500万～600万欧元，而本次订购的氢气列车单列超过1700万欧元。法国交通部长让·巴蒂斯特·杰巴里宣布创建“交通创新局”，旨在协调行动以支持运输业的创新。（科技部）

韩国民间企业计划未来20年在氢经济领域投资43万亿韩元

韩国政府召开的氢能源经济委员会第3次会议上，SK、现代汽车、浦项、韩华和晓星等5大集团表示，未来20年间（2030年前）将投资43万亿韩元（约合人民币2478亿元）用于发展氢能源生产、存储、运输和应用等氢经济领域产业，韩国政府将为此提供政策扶持。

据了解，韩国政府计划提供的政策扶持包括，实施清洁氢能认证制度，并为绿色氢能研发项目提供支援；争取在2021年内制定出液化氢能安全规定，以保障大规模液化氢能安全稳定供應；力争于2021年上半年完成清洁氢能发电配额制度立法工作，加大清洁氢能燃料电池普及力度；支持由氢能企业组建氢能经济联合会。（科技部）

加拿大启动首个氢中心

加拿大首个氢中心在埃德蒙顿启动，获得联邦、省、市三级政府225万加元资助。该中心是一个由政府、原住民、学术和经济界领导人组成的联盟，以推动低碳氢气生产、使用、销售和存储。目前，该中心正在规划至少25个项目，包括市政和商业的氢动力车队、家庭和工业供热和供电。埃德蒙顿地区被认为是加拿大氢经济的最佳启动地，拥有全球最低的制氢成本、制氢经验、庞大的管道基础设施网络以及碳捕获、利用和封存场地。

氢中心是加拿大氢战略的关键，埃德蒙顿区域氢中心将作为早期范例，将为其他区域发展氢经济提供可复制的经验。（科技部）

新型催化体系实现高效电催化析氢

近日，中国科学院大连化学物理研究所纳米反应器与反应工程学创新特区研究组研究员刘健团队与大连理工大学研究员周思、天津大学教授梁骥团队合作，通过单原子催化剂改性碳载体的策略，增强载体与其上负载金属粒子间的相互作用，构筑了钴单原子催化剂掺杂碳载金属钌（Ru）纳米反应器，实现了电催化析氢反应中绿氢的高效制备，为碳载金属纳米催化剂性能的调控提供了新思路。

碳载体具有比表面积高、孔结构丰富、稳定性强、导电性好等优势，被广泛用于电催化领域。然而，碳载体的惰性表面导致其与负载的金属纳米粒子间的相互作用力弱，难以有效调控金属纳米粒子的电子结构和催化活性，抑制团聚的能力也较差。

针对上述问题，研究人员提出利用单原子掺杂调节碳载体π共轭结构以增强其与金属纳米粒子间相互作用的策略。研究人员利用铁钴镍等金属单原子掺杂含氧石墨烯，并以其作为载体负载金属Ru纳米粒子，构筑了包含金属单原子、碳基底和Ru纳米粒子的复合纳米反应器。理论计算表明，金属单原子的修饰可实现含氧石墨烯表面电荷的重新分布，使单原子周边碳原子呈缺电子状态，显著增强了负载Ru纳米颗粒至碳载体的电子转移能力。以电催化析氢反应（HER）为模型，研究人员探究了该复合纳米反应器中金属单原子掺杂诱导的Ru纳米颗粒界面电荷重新排布对产氢效能的影响。通常，Ru对氢的吸附过强，导致其电催化分解水产氢的活性较低。然而，复合纳米反应器中远离界面的Ru位点有利于水分子的裂解，为析氢反应提供有效的氢源，同时界面处的Ru位点具有适中的氢吸附能力和高析氢活性。该复合纳米反应器催化HER反应是目前文献报道的最高活性之一。该研究不仅开发出高性能析氢电催化剂，还揭示了金属单原子、碳载体与负载金属纳米颗粒之間的作用机制，实现了不同位点间的远程协同和催化性能优化，为基于多重活性位点的纳米反应器设计和构筑提供了新思路。（中国科学院）

基于高电压电解液的双离子电池问世

近日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队，通过开发高电压浓缩电解液显著提升了双离子电池的循环性能与能量密度。

相比于传统锂离子电池，双离子电池通常采用石墨作为正极并依靠阴离子插层实现储能，因此具有工作电压高、成本低、环保等优点，在规模化储能领域应用前景广阔。然而传统有机电解液体系氧化电位低，难以满足双离子电池高电压的工作要求，而具有宽电化学稳定窗口的离子液体电解液成本高且浓度有限（<1.5m），导致双离子电池难以获得高的能量密度和稳定性。

鉴于此，科研人员在系统研究不同电解液溶剂和锂盐的匹配关系后，结合砜类溶剂和LiFSI锂盐的各自优点，成功研发出4.0mLiFSI/TMS高电压浓缩电解液体系。研究表明，该电解液体系具有以下明显优势：电解液的氧化电位提升至～6.0V，明显抑制了电池的产气现象；阴离子插层石墨正极的容量和可逆性得到提升；阳离子在负极侧的沉积/剥离可逆性得到明显改善。采用该高电压浓缩电解液，双离子电池稳定循环1000次后容量无明显衰减，并显著提升了电池的能量密度。该研究提供了提升双离子电池性能的有效手段，对发展高效低成本储能器件具有指导意义。（中国科学院）

宽温贮氢合金及动力镍氢电池研究获进展

近日，中国科学院长春应用化学研究所承担的吉林省科技发展计划项目“宽温贮氢合金及动力镍氢电池生产及应用”获进展。

2018年，在吉林省重点科技研发项目的资助下，长春应化所科研团队开展宽温镍氢电池材料的产业化关键技术攻关，经过3年努力，开发出宽温域型、长寿命型和高容量型3种新型号宽温镍氢电池用稀土贮氢合金及生产技术。其中高容量型合金的最大额定容量为350mAh/g，宽温型贮氢合金在-45℃和60℃的容量分为额定容量的80%以上。此外，科研人员通过优化镍氢电池技术，进一步开发出在宽温（-45～60℃）应用的多种型号的宽温镍氢电池生产技术，宽温镍氢电池在-45℃和60℃的放电容量为额定容量的80%以上，且该类电池在-40℃下1C充放电循环100次容量保持率大于90%。

该项目已建成年产百吨级贮氢合金以及年产千万安时电池的规模生产线，实现了贮氢合金及宽温镍氢电池的产业化并获得应用。该项目研究期间申请中国发明专利4项，牵头制定了地方及团体标准3项。

该类镍氢电池具有高比能、大功率、快速充放电、安全性好、长寿命等特点，可广泛应用于电动车辆以及通信电子等领域电源系统，并可为大型高技术装备、极地考察设备以及高寒/高热地区的能量存储提供新型电源系统，具有广阔应用前景。（中国科学院）

西部首条光伏玻璃生产线在自贡点火投产

近日，凯盛（自贡）新能源太阳能新材料一期项目在自贡川南新材料产业基地投产点火。项目作为我国西部地区首条光伏玻璃生产线，填补西南地区缺少光伏玻璃供应商的空白。

该项目由中国建材国际工程集团有限公司总包建设，采用目前国际先进的超薄宽板成型技术，以及美学双层镀膜、丝印背板深加工制造工艺，可年产3600万m2太阳能电池盖板玻璃、1350万m2太阳能电池背板玻璃。（四川日报）