电动车与可再生能源蓄电的发展之路

我国经济快速发展，能源和环境问题“火爆”；石油价格上涨，更显“火上加油”。正如本次会议的通知所说：“大力发展风电和光伏电成为重要的战略决策。积极研发和推广电动车对节省石油和减轻环境污染有重大意义。储能电池与动力电池及相关材料的研究、开发和产业化是战略焦点。”     

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.     

“可再生能源与氢能技术”重点专项中储氢瓶技术指标工程分析

针对“可再生能源与氢能技术”重点专项中储氢瓶技术指标展开工程分析,根据真实气体的工作状况,采用多种状态方程进行质量衡算,并对不同的计算方法、适用条件进行了具体分析,对衡算结果进行了汇总和比较,把学科前沿、产业技术最新发展成果融入教学设计,符合主题大概念统领的项目式学习要求,可以作为实际气体质量衡算课程设计的新素材。     

化学电池与能源的开发利用

本文从能源开发利用的角度出发。论述了化学电池在能源能量转换和利用中的作用;介绍了钠硫电池的电能贮存作用;高温固体电解质氢——氢燃料电池的氢燃料循环系统的建立。     

碳硼烷化学发展之路

碳硼烷分子具有独特的笼状结构,能够表现出三维芳香性和稳定的物理化学性质,这使得碳硼烷不仅能够应用于有机硼化学及金属有机化学,而且在生物学、材料学等领域也有不错的应用前景。本文叙述了碳硼烷化学的发展历史、碳硼烷化合物的结构性质,并简要介绍了碳硼烷近年来在生物医学、发光材料以及催化剂领域的应用,希望对读者了解碳硼烷化学的新进展能够有所帮助。     

我国能源化学学科发展的初步探析

能源化学是在世界能源需求日益突出的背景下处于发展初步阶段的新兴交叉学科,主要利用化学的理论和方法来研究能量获取、储存及转换过程的规律,探索能源新技术的实现途径.作为能源学科中最主要的二级学科之一,能源化学是在融合物理化学、材料化学和化学工程等学科知识的基础上而提升形成,兼具理学、工学相融合大格局的鲜明特色,是指导能源高效利用和新能源开发的关键学科之一.能源科学很可能跟随材料科学和环境科学形成壮大的足迹,成为被学术界、工业界和社会所广泛认可的新兴一级学科,进而被基本学科指标数据库(Essential Science Indicators,ESI)所收录,能源化学则有望最早搭建起全面系统的知识框架体系,成为能源科学二级学科分支中的前行者和引航员.本文对能源化学学科的内涵及分类、战略地位、规律及特点等进行了梳理和分析,在明确学科发展目标与学科任务的基础上,提出了对我国能源化学学科发展的初步建议.目前需要把握国际尚未建立能源化学学科特别是本科-研究生教育体系的关键时机,借助高校体制机制改革的东风,集中全国优势力量,全面细致地做好顶层设计和学科规划,编写出国际首套本科生教材,加快在部分基础好的高校开展试点工作,力争在国际上引领能源新学科的建立、发展与应用.     

新型纤维状能源器件的发展和思考

近年来,可穿戴电子设备受到了人们的广泛关注,柔性、轻质和可集成成为发展的主流.然而,随着可穿戴电子设备的快速发展,在能源供给上出现了一些瓶颈难题,如传统块状和板状能源器件难以根据应用要求紧贴不规则基底、柔性相对较低、不能透气导湿,这些问题严重限制了可穿戴设备及其他相关领域的发展.解决上述问题的一个有效策略是将能源器件制成纤维结构.虽然单根纤维状能源器件提供的能量有限,但是它们可以被编成织物,从而输出较高的总能量.同时,能源织物可紧密贴合不规则基底如人体、能透气导湿,有效满足可穿戴设备的应用要求.目前纤维状能源器件包括能量转换和储存两大类,能量转换器件主要有染料敏化太阳能电池、聚合物太阳能电池和钙钛矿电池太阳能电池,而能量储存器件则主要有超级电容器、锂离子电池、锂空气电池、锌空气电池、铝空气电池等.在实际应用中,光电转换和能量储存2个功能往往被集成在同一根纤维状能源器件中.本文重点介绍了纤维状能源器件的发展历史和研究现状,系统总结了这个领域面临的主要挑战,最后展望了本领域未来发展方向.     

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.     

《纳米材料在新能源领域的应用》专辑序言——纳米材料:未来绿色可再生能源的最大希望

正日趋严重的能源短缺和环境污染问题,促使我们积极地探索用清洁的新能源来取代传统的化石能源。纳米材料的迅速发展为能源转换和利用开辟了一条崭新的途径。通过对纳米材料的形貌、尺寸、结构以及表面功能化基团的精细调控,开发出了多种多样的纳米功能材料,这些材料在新能源转换、存贮     

生物质能源的开发与利用

本文概述了生物质能源的特征以及发展生物质能源的意义,综述了国内外生物质能源开发与利用的现状,简介了中国石油天然气股份有限公司生物质能源的发展思路、部署及工作进展。中国石油天然气股份有限公司生物质能源发展策略重点放在发展生物柴油和燃料乙醇。本文结合公司生物质能源长期发展战略以及实际工作开展情况分别从生物柴油、燃料乙醇两个方面详细探讨了所面临的生物质能源化工关键技术的需求,并提出相关发展建议。     

生物质能源的开发与利用

本文概述了生物质能源的特征以及发展生物质能源的意义,综述了国内外生物质能源开发与利用的现状,简介了中国石油天然气股份有限公司生物质能源的发展思路、部署及工作进展.中国石油天然气股份有限公司生物质能源发展策略重点放在发展生物柴油和燃料乙醇.本文结合公司生物质能源长期发展战略以及实际工作开展情况分别从生物柴油、燃料乙醇两个方面详细探讨了所面临的生物质能源化工关键技术的需求,并提出相关发展建议.     

生物质能源的开发与利用

本文概述了生物质能源的特征以及发展生物质能源的意义,综述了国内外生物质能源开发与利用的现状,简介了中国石油天然气股份有限公司生物质能源的发展思路、部署及工作进展.中国石油天然气股份有限公司生物质能源发展策略重点放在发展生物柴油和燃料乙醇.本文结合公司生物质能源长期发展战略以及实际工作开展情况分别从生物柴油、燃料乙醇两个方面详细探讨了所面临的生物质能源化工关键技术的需求,并提出相关发展建议.     

电动车用动力铅酸蓄电池的研究进展

简要介绍了电动车用铅酸动力电池的发展情况,包括了电池板栅的合金选择及板栅设计、正负极板铅膏的配方、电解液配方、隔板材料和充电方式等方面的改进,提出了今后电动车用铅酸蓄电池的研究发展方向。     

《光电化学及新型太阳能电池》专辑序言——新型太阳能电池:未来绿色可再生能源的最大希望

正众所周知,能源与环境是当今人类面临的最大难题和挑战,随着世界能源需求的急剧攀升,传统化石资源的不断耗竭,全球温室效应和环境污染的压力日趋严重,发展各种可再生绿色能源成为当今世界最主要的共性问题和研究热点.太阳能光电转化技术被认为是一种最有希望真正解决未来社会可再生能源和洁净环境问题的先进技术.太阳可为人类提供取之不尽、用之不竭的巨大能源宝库,每年照射到地球的太阳能量高达174000 TW,换言之,只要能以10%效率转化0.1%到达地球表面的太阳能,即可满足全球     

从能源产业发展和人才需求浅谈“能源化学”新工科改造

为了服务于"能源化学"专业的新工科改造,对部分能源领域国家重点企业进行了产业发展和专业人才的需求状况调研,结合对石化产业优先发展方向和高等学校化学类、化工与制药类专业人才培养状况、课程结构和人才培养模式的总结和分析,提出对"能源化学"专业进行新工科改造的思路,为构建融合化学、能源和信息科学的人才培养体系提出建议。     

从能源产业发展和人才需求浅谈“能源化学”新工科改造

Based on building emerging engineering education of "energy chemistry", we investigated the state key petro-chemical enterprises according to the industrial development and the demand of professional talents. The research report summarizes, analyzes and discusses the current priority development fields of industry, the talent training status, curriculum structure and education program of the chemistry and chemical engineering in universities. The ideas on emerging engineering education of "energy chemistry" have been proposed, and it will be beneficial to building a novel education program for talents training, which integrates the principle of chemistry, energy conversion and information science, etc.     

可再生甲壳素的特性研究：Ⅰ.可再生甲壳素自水中吸附阴离子 …

本文研究了可再生甲壳素自水中吸附阴离子染料的吸附等温线、吸附动力学等性质，同时也讨论了离子强度对吸附的影响。实验结果表明，可再生甲壳素的吸附活性中心表面自由氨基，吸附过程熵△Ｓ为正值，表现吸附速率常数随离子强度的增大而减小。     

氨能源作为清洁能源的应用前景

合成氨是一种成本低廉的化工原料,具有较高能量密度和辛烷值、易于压缩储运、燃烧不产生CO2等优点,是一种应用前景广泛的新型清洁能源。氨既可替代汽油、柴油等化石燃料,为汽车发动机直接提供清洁燃料,也可以经催化分解制取氢气,为车载燃料电池提供安全氢气。作为传统石油燃料的理想替代品,氨为解决环境污染和能源短缺问题提供了新的燃料选择。本文主要从发动机燃料和燃料电池原料两方面,介绍氨用于汽车动力源的优越性和可操作性,以及国内外相关研究进展;集中分析了氨分解制氢的催化剂体系的研究进展和局限性,以及合成氨的研究现状。     

能源与电催化的碰撞—第一届能源电催化青年科学家论坛会议评述

本评述介绍了2017年11月29日-12月1日在上海举行的“第一届能源电催化青年科学家论坛”的情况. 本届会议以能源电催化为核心,围绕电催化基础、应用和前沿问题,展示了中国优秀青年科研人员所取得的最新研究成果,交流探讨了当前电催化研究所面临的机遇与挑战,对促进能源电催化方向的发展具有积极意义. 同时,主题聚焦、听讲互动以及专家点评等论坛组织形式可供今后中国电化学相关会议借鉴.