大功率全钒液流储能电池的研究

电力的供应紧张已成为制约我国国民经济稳定、可持续发展的瓶颈.电力系统对大规模储能技术提出了现实需求.同时,基于可再生能源发电的分布式供能技术将成为我国能源领域的发展重点.可再生能源(如风能、太阳能等)发电具有不稳定和不连续的间歇性特点,需要开发和建设配套的储能电池来保证发电和供电的连续和平稳.     

第十一届全国青年催化学术会议——（第一轮通知）

能源资源与技术是影响中国未来经济可持续发展、能源安全保障及和谐社会建设的基础．如何立足国内资源，提高能源利用效率，加大新能源与可再生能源开发力度，保障我国经济社会发展的能源需求成为青年科技工作者面临的最大挑战．催化技术事关能源资源转化与利用的方方面面，又是新能源与可再生能源开发的关键，     

第十一届全国青年催化学术会议（第一轮通知）

能源资源与技术是影响中国未来经济可持续发展、能源安全保障、和谐社会建设的基础。如何立足国内资源，提高能源利用效率，加大新能源与可再生能源开发力度，保障我国经济社会发展所需的能源需求成为青年科技工作者面临的最大挑战。[第一段]     

编者按

面对日益严重的能源与环境问题，为保障能源安全，保护生态环境，实现可持续性发展，我国和世界其它国家都十分重视可再生能源的开发和利用。国务院关于替代能源的发展思路是：以新能源替代传统能源，以优势能源替代稀缺能源，以可再生能源替代化石能源，逐步提高替代能源在能源结构中的比重。我国把车用燃料和替代石油产品作为发展重点，因而利用农林生物质发展燃料乙醇和生物柴油等可再生能源具有重要意义。2007年6月7日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，审议并原则通过了《可再生能源中长期发展规划》。规划中明确提出，发展可再生能源不得占用耕地，不得消耗大量粮食，不得破坏生态环境。因此，发展燃料乙醇、生物柴油产业必须主要以非粮农林生物质为原料，采用先进的清洁生产技术。     

中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹)诚聘高层次人才

洁净能源国家实验室（Dalian National Laboratory for Clean Energy,DNL）以中国科学院大连化学物理研究所为依托单位,以国家能源重大战略需求为导向,紧密围绕我国能源发展战略目标,立足于战略层面支撑和引领能源相关行业的技术进步和相关学科领域的发展,凝练重大科学问题,组织实施国家级能源科技重大项目,攻克化石能源高效清洁利用、节能减排等关键技术,突破可再生能源创新技术,为国家重大项目实施提供技术支撑,为国家能源可持续发展提供战略咨询,为国民经济可持续发展做出不可替代的贡献,为能源领域创新型人才培养基地汇聚、培养一批国际知名的领军人才和高素质创新团队．     

前言

<正>21世纪以来,能源短缺和环境污染是当前人类所面临的重大挑战。实现可持续发展,开发清洁可再生的资源已迫在眉睫。太阳能清洁无污染、分布广泛、取之不尽、用之不竭,但是其能量密度低、分散性强、不稳定、不连续的缺点使得我们至今仍缺乏对其高效、低成本、大规模利用的有效手段。因此,将太阳     

基于可再生能源的水电解制氢技术（英文）

在全球变暖,污染日益严重的今天,发展可再生清洁能源成为了当务之急.然而可再生能源(风能、太阳能)本身具有间断特性,这就需要寻找一种合适的能量媒介储存能量来保证其能源的稳定输出.当前,我国各地不断出现弃风、弃光和弃水电事件,据国家能源局的公开数据,仅2016年,全国弃风电量497×10~8 kW·h,弃光率仅西部地区就已达20%,弃风弃光日臻凸显[1].从地域方面来看,我国光伏发电呈现东中西部共同发展格局,其中,西部地区主要发展集中式光伏发电,新疆、甘肃、青海、宁夏的累计装机容量均超过5×10~6 k W·h,而中东部地区除集中式光伏发电外,还重点建设分布式光伏发电,江苏、浙江、山东、安徽的分布式光伏装机规模已超过100万千瓦.我国光伏发电集中开发的西北地区也存在严重的弃光问题.根据中国光伏行业协会发布的报告,我国的弃光现象主要集中于西北的新疆、甘肃、青海、宁夏和陕西五省区.据统计,2016年,五省区光伏发电量287.17×10~8 k W·h,弃光电量70.42×10~8 k W·h,弃光率为19.81%,各省区光伏发电并网运行数据如表格所示.可以看出,新疆、甘肃光伏发电运行较为困难,弃光电量绝对值高,弃光率分别达到32.23%和30.45%[2].在新能源体系中,氢能是一种理想的二次能源,与其它能源相比,氢热值高,其能量密度(140 MJ/kg)是固体燃料(50MJ/kg)的两倍多.且燃烧产物为水,是最环保的能源,既能以气、液相的形式存储在高压罐中,也能以固相的形式储存在储氢材料中,如金属氢化物、配位氢化物、多孔材料等.对可再生和可持续能源系统,氢气是一种极好的能量存储介质.氢气作为能源载体的优势在于:(1)氢和电能之间通过电解水技术可实现高效相互转换;(2)压缩的氢气有很高的能量密度;(3)氢气具有成比例放大到电网规模应用的潜力.制氢的方式有很多,包括:化石燃料重整、分解、光解或水解等.全球每年总共需要约40亿吨氢气,95%以上的氢气是通过化石燃料重整来获得,生产过程必然排出CO_2,而电解水技术利用可再生能源获得的电能进行规模产氢,可实现CO_2的零排放,可将具有强烈波动特性的风能、太阳能转换为氢能,更利于储存与运输.所存储的氢气可用于燃料电池发电,或单独用作燃料气体,也可作为化工原料.通过水电解方式获得的氢气纯度较高,可达99.9%以上.     

面对人类社会可持续发展的能源选择

经济增长和人类的可持续发展,需要廉价、可靠和环境友好的能源供给和利用。然而目前使用的主要能源,包括天然气、石油、煤炭、核能和可再生能源,以及它们的主要利用方式,并不能完全满足这种要求,现有能源系统的变革,以提高效率、消除污染物排放、减少单位能量温室气体的释放,是实现可持续发展的第一关键步骤．要真正实现可持续发展,必须在不断研究与发展的基础上,首先进行能源资源和利用技术的创新变革,以可再生资源为能源的燃料电池和氢经济,是满足可持续发展要求的零排放的能源技术中．最恰当的结合,煤炭由于其储量丰富、便宜、安全和使用期长,在这种转型过程中扮演着关键角色：煤气化与燃料电池技术和未来二氧化碳（CO2）的分离与储存技术的结合,可以实现零排放。煤炭利用技术也将提高可再生能源,特别是生物质和废弃物,在可持续能源中的比例和重要性。     

第十一届全国青年催化学术会议(第一轮通知)

能源资源与技术是影响中国未来经济可持续发展、能源安全保障、和谐社会建设的基础。如何立足国内资源,提高能源利用效率,加大新能源与可再生能源开发力度,保障我国经济社会发展所需的能源需求成为     

《物理化学学报》2010年刊发催化领域文章的述评

《物理化学学报》2010年刊发了89篇与催化相关的文章,其中53篇研究性文章的主题分属于石油加工、催化氧化、催化加氢、生物质转化、光催化、合成气和甲醇转化、理论催化、电催化和环境催化等9个方向.本述评着重介绍了能源转化和利用方面的文章,指出针对我国的可持续发展目标,设计化石能源和可再生能源的廉价、高效、环境友好的催化剂...     

无机水系液流电池研究

液流电池具有安全性高、循环寿命长以及环境友好等优势,被认为是大规模储能技术的首选技术之一,能够解决太阳能、风能等可再生能源发电不连续、不稳定的瓶颈问题,推动可再生能源的大规模应用,助力碳达峰、碳中和目标的实现。其中无机水系液流电池具有能量效率高、循环性能稳定、技术成熟等优势,是目前工程应用最为广泛的液流电池。本文介绍了无机水系液流电池的技术现状及其示范应用情况,系统阐述了新型无机水系液流电池的原理、技术现状及其挑战,同时对无机水系液流电池未来的技术创新与突破进行了展望,为无机水系液流电池的发展指明了方向。     

基于碳材料的纳米发电器件研究进展

如何解决能源危机已经成为全人类亟待解决的重大挑战之一,而日益严峻的环境污染问题更驱使着人们对清洁能源的迫切需求。近年来,研究人员利用微纳加工技术制备不同维度的碳基材料以捕获周围环境所蕴藏的能量,被视为是一种开发可再生清洁能源的有效途径。本文主要从不同的能量利用形式出发,介绍了不同维度的碳材料用于纳米发电器件的研究进展,同时简要阐述了碳材料纳米发电器件在可穿戴器件、传感器等领域的潜在应用。     

生物质气化再燃特性实验研究

生物质能是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。生物质能是唯一的碳基可再生能源，燃用生物质燃料可以实现CO2净排放为零。生物质能的再利用十分有效，可以发电，可以合成新的化学物，还可以减少NOx、SOx及颗粒物排放。因此，生物质能是解决化石能源短缺和污染问题的主要可再生能源。     

面向规模储能的聚合物微粒“泥浆”电池

<正>随着人类对能源需求的持续提高,太阳能、风能等可再生能源的开发和利用备受关注。可再生能源发电的规模化发展需要与之相匹配的大规模、高效能量存储技术。液流电池是有潜力的大型电化学储能技术之一,具有储能规模大、循环寿命长、安全性高等优势1,2。发展更高储能密度、更低成本、可商业化应用的液流电池技术是实现国家能源安全和可持续发展的重大需求。液流电池的     

纳米孔道动电效应能量转换系统的前沿研究进展

可再生清洁能源的开发和利用对人类社会的可持续发展具有重要意义。 基于动电效应的纳米孔道能量转换系统将流体机械能转化为电能,有望应用于微型电源部件、自驱动纳米机器、微机电体系等领域,为清洁能源发电系统的开发提供了全新的选择。 纳米孔道中的机械能-电能转换过程涉及固体孔道与流体界面间的相互作用,合理设计孔道界面的微观结构,对其进行化学修饰及探讨界面间的相互作用,是提高能量转换效率和输出功率的关键。 近年来,随着纳米技术的迅猛发展及人们对界面物理化学的深入研究,纳米孔道结构和纳流体发电体系能被更精准地设计和集成。 本文主要介绍了基于动电效应的纳米孔道能量转换系统的基本概念,重点关注了纳米孔道中动电效应的最新研究进展,并对该领域进行了展望,为纳米孔道动电效应能量转换系统、纳米发电机、自驱动纳米机器、可穿戴器件等领域的进一步发展和应用提供参考。     

低碳复合能源系统——中国未来能源的解决方案和发展模式?

中国以煤为主的资源禀赋和能源消费结构,以及持续增长的能源需求和CO2减排压力,是中国能源发展所面临的重大挑战.本文提出了"低碳复合能源系统"的设想和解决方案,将煤等高含碳资源与核能和可再生能源等低碳资源进行耦合,通过其物质流、能源流和信息流的集成,提高系统能效和碳效并实现CO2减排与资源化利用,使其成为中国未来能源发展的战略解决方案.在此基础上,构建了核能-煤基低碳复合能源系统、风能/太阳能-煤(生物质)基低碳复合能源系统,并对其进行初步技术经济评估和详尽地诠释.     

储氢材料的研究进展

日益严峻的能源危机和环境污染,使得发展清洁的可再生能源成为世界各国的重要课题。氢能源以其可再生性和良好的环保效应成为未来最具发展潜力的能源载体,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢的储存是发展氢能技术的难点之一。介绍了各类材料的储氢功能特点和近年来几类主要储氢材料的研究进展,并指出了储氢材料的发展方向。     

电化学能源专辑

<正>电化学能源的本质是通过电化学反应实现电能和化学自由能之间的相互转换,同时伴随着物质转化,具有高效、清洁及可再生等优点,是应对目前能源环境危机和实现国家“双碳”目标的重要手段。我国在可再生电能的开发利用方面发展迅速,水电、风电和光伏发电累计装机容量居世界第一,这为电化学能源技术的普及应用提供了强大的驱动力。然而,推动电化学能源替代传统化石能源仍面临诸多科学难题和工程挑战,需要实现基础理论、材料创新、能源转换与存储机制和器件优化的全方位突破,这将是一项长期而艰巨的任务。     

专访绿色化学领域代表人物——刘志敏研究员

正随着世界人口不断增加,资源短缺和环境问题日趋严重,如何使化学在创造物质财富的同时,保护人类赖以生存的环境、节省资源和能源、实现可持续发展已成为不可回避的重大问题。绿色化学综合考虑资源、能源和环境因素,采用环境友好、可再生的原材料和溶剂,通过高效催化反应和工业过程,     

太阳能燃料专刊-前言

21世纪以来,能源短缺和环境污染是当前人类所面临的重大挑战。实现可持续发展,开发清洁可再生的资源已迫在眉睫。太阳能清洁无污染、分布广泛、取之不尽、用之不竭,但是其能量密度低、分散性强、不稳定、不连续的缺点使得我们至今仍缺乏对其高效、低成本、大规模利用的有效手段。因此,将太阳能转化为化学能,发展高效、低成本、规模化的太阳能燃料制取技术具有重大的社会、经济效益。研究表明,利用太阳能半导体光催化技术制备有机燃料有望从根本上解决能源的可持续发展问题,并实现二氧化碳的减排和利用。其中,利用太阳能光催化分解水制氢被称为“21世纪梦的技术”,受到了国内外科学家的高度关注。鉴于我国科技工作者在太阳能燃料领域的发展和在国际上的影响力,根据《影像科学与光化学》编委会决议,受编辑部委托,由我负责组织这期“太阳能燃料”主题专辑。在向国内该领域做出杰出工作的研究人员发出邀请后,得到了积极响应。现将2篇综述和8篇原始研究论文集成本专辑,希望通过这个相对综合的展示促进我国太阳能燃料研究及应用领域工作的深入开展。