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1 碳纤维储氢气瓶技术取得新突破 2021-10-24

近日,北京2022冬奥会中国首棒火炬手李佳军与希腊运动员安东尼奥完成火炬交接,碳纤维制成的北京冬奥会火炬“飞扬”再次成为焦点。 当前,上海石化正积极推进碳纤维在储氢领域的技术研发,推动“新材料”与“新能源”携手并进,加快氢能生产、储存、运输、应用全产业链布局。 碳纤维缠绕复合材料储氢气瓶技术取得新突破。推动氢储运技术的提升和储运成本的下降是氢能产业走向成熟的关键,而车载储氢技术的改进将是未来氢燃料电池车发展的重点突破环节。其中,碳纤维缠绕复合材料储氢气瓶被寄予厚望。目前,上海石化积极推进碳纤维用于缠绕气瓶的制造工艺技术研发,已在金属、非金属内胆纤维全缠绕气瓶方面取得突破性成果。 碳纤维技术有着森严的技术壁垒,此前只有日本、美国等少数发达国家拥有并掌握,上海石化是国内较早研发碳纤维并进行产业化生产的企业。早在2012年,该公司采用自主研发的碳纤维成套技术,生产12K小丝束碳纤维。2018年,该公司成功试制出了具有国际先进水平的48K大丝束碳纤维。今年1月,国内首个48K大丝束碳纤维项目在该公司开工建设,该项目投产后将一举改变我国大丝束碳纤维全部依赖进口、长期供不应求的局面,预计2022年一期工程建成投产。据了解,大丝束碳纤维用于缠绕气瓶,其缠绕效率是小丝束的3-4倍,可有效降低成本,进一步推动氢能产业发展。 上海石化制氢能力约23万吨/年,已建成供氢中心。作为中国最大的炼油化工一体化企业之一,上海石化拥有约23万吨/年的制氢能力,建有两套氢气提纯装置,所产氢气均符合国家氢燃料电池质量标准。同时,该公司拥有较成熟的制氢技术和丰富的用氢经验,与周边地区氢气管网互通,具有发展氢能产业的良好基础条件。今年9月,上海石化供氢中心建成,日供氢能力达2500公斤,投用后预计每年可减少碳排放约2920吨,相当于植树15.8万棵。 打造风光电制氢绿色低碳综合能源示范区。上海石化大力发展风光绿氢产业。积极开展氢能领域“产学研”合作,今年8月,与华东理工大学开展新一轮战略合作,成立氢能联合实验室。当月,装机容量为400千瓦的示范性光伏电站成功并网发电,每年可减少碳排放341吨。下一步,该公司还将积极布局海上风力发电,探索利用风电、光伏电解水生产绿氢,打造风光电制氢绿色低碳综合能源示范区,力争成为上海市绿氢供应中心。 查看详细>>

来源:中国能源网 点击量:7

2 新型催化剂 为氢能开发提供新思路 2021-10-23

记者近日从哈尔滨工业大学获悉,该校材料科学与工程学院周玉院士团队李保强教授课题组与浙江农林大学孙庆丰教授、李彩彩副教授等人首次将钌(Ru)与富含空位的碳点(CDs)结合,构建了钌/富空位碳点电催化剂(Ru CDs),[email protected]?材料有效地拓宽了碳点的应用范围,为新型高效析氢电催化剂设计提供了新思路。相关研究成果发表在材料领域重要学术期刊《小》杂志上。 据李保强介绍,当今世界开发新能源迫在眉睫,氢能是目前公认的清洁能源。而作为二次能源,氢气的制备依赖于高性能的电催化剂。钌由于其金属—氢键强度与铂(Pt)相似且成本低廉(价格仅为铂的5%),被认为是铂基电催化剂的理想替代品,但钌的电催化活性仍有待提高。此外,钌自身较高的内聚能易造成团聚,从而导致其电催化活性下降。具有调节纳米材料的物理化学和电子特性的空位工程为改善电催化剂的催化活性提供了解决方案。 针对这些问题,该团队通过空位工程的策略,利用富含空位的碳点构建了高性能的钌/富空位碳点析氢催化剂。该材料在钌复合结构中巧妙地引入空位,有效地降低了钌纳米颗粒的不稳定性和团聚性,同时能够显著提高其电催化活性。实验结果表明,Ru CDs表现出优异的催化性能。此外,该研究通过理论计算揭示了空位的存在以及钌与CD[email protected]??垒,因此使Ru CDs电催化剂活性最大化。 据介绍,[email protected]?[email protected]?筑了高性能的碳点基析氢电催化剂,还揭示了钌纳米颗粒与CDs之间的相互作用以及与空位协同提高催化性能的机理,为开发和设计新型碳点基催化剂提供了新思路。同时为氢能的生产提供了助力。 查看详细>>

来源:中国能源网china5e 点击量:7

3 我国科学家实现废旧沥青“秒变”大型储能电池电极材料 2021-10-23

10月20日,记者从长沙理工大学获悉,该校贾传坤教授团队,通过对道路材料中废旧沥青进行高效分离、回收及资源化利用等研究,成功制备出一种具高比表面积的介孔碳材料。以该材料做为锂离子电池负极材料,比容量比现有商用石墨可提高近52%。研究同时发现,介孔碳材料作为电极,在钠离子电池、钾离子电池和大规模储能液流电池中均可表现出优异的电化学性能。这一将废旧沥青变废为宝,作为储能电池负极材料的重大成果一旦实现产业化落地,有望大幅度降低负极材料成本,助力新能源存储,及碳达峰碳中和目标的达成。日前,研究成果在线发表在国际知名能源期刊《电源杂志》(《Journal of Power Sources》)上。此外,团队“一种基于废旧沥青的离子电池负极材料的制备方法”和“一种液流电池用改性电极及其制备方法和液流电池”等两项重大成果,在3个月内便获中国发明专利授权。 大力发展并高效利用太阳能、风能等新能源,是实现“碳达峰碳中和”的有效途径之一。但众所周知,太阳能、风能等新能源的利用,存在不稳定、不连续的问题,须为其配备适合的储能装置。电化学储能,因不受地域限制、响应快、使用方便等优点,成为发展迅速、产业化应用潜力大的热门技术之一。决定电化学储能电池性能的重要因素之一,就是电极材料。不过,现有的碱金属离子电池负极碳基材料,存在比容量较低、原料来源成本上涨等问题。大规模储能用液流电池电极材料,也存在电导率低、比表面积低及催化活性差等问题。研发价廉物美的新电极材料,对推动电化学储能商业化进程尤为关键。 沥青是广泛应用的道路材料,我国公路每年因路面维护所产生的废旧沥青混合料就有近2亿吨。这些废旧沥青混合料不仅造成极大的资源浪费,还占用大量土地,处理过程会带来环境污染。因此,亟需开发新的废旧沥青回收资源化方法。 为此,贾传坤团队着力于将废旧沥青混合料的再利用,和价廉物美的电极材料两项研究进行“混搭”探索。经过近两年探索,团队在国际上首次实现以废旧沥青为碳源,制备出具三维孔状结构和高比表面积的介孔碳材料。研究结果表明,由废旧沥青得到的碳材料用作储能电池电极材料,能表现出较高的稳定性和电池性能。 “废旧沥青在储能中的资源化利用,不仅有效解决了废旧沥青带来的环境污染和回收成本高等问题,也为研发低成本高性能的锂/钠/钾离子电池负极材料和液流电池电极材料提供了新思路,一举两得。同时,回收处理用的样机,我们也已研发和制造出,这项成果正在洽谈落地产业化阶段。”贾传坤说。 查看详细>>

来源:科技日报 点击量:9

4 兰州供电首次应用变电站一键顺控技术 2021-10-22

本报讯10月8日,国网兰州供电公司顺利完成330千伏学苑变330千伏线路间隔及2、3号主变间隔一键顺控试验,这是该公司首次实现变电站一键顺控技术应用。 据悉,“一键顺控”技术主要应用自动控制、视频监控等将传统人工倒闸操作转变为操作票自动生成模式,自动完成一系列设备遥控操作,确保操作正确。实现一键顺控后,系统可自动生成操作票,并在一键启动后自动完成一系列设备遥控操作,同时自动校验是否操作到位,实现了设备在“冷备用”“热备用”“运行”任意两状态之间的一键转换,大幅降低了人工倒闸操作工作量,减轻了一线班组压力,避免了人为误操作,提升了电网供电可靠性和智能化水平。 “以往一条330千伏线路停(送)电,大约需要2小时,期间还需要操作人员和监护人员不断重复着发令、复诵、操作、现场检查等步骤,可以说费时费力。自从采用“一键顺控”之后,仅需在计算机上点选“操作任务”,5分钟内,运行人员足不出户就能在远程监控大厅完成现场操作。”学苑变验收负责人安立鑫说。 查看详细>>

来源:中国能源网 点击量:9

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