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行業(yè)新聞

研究報告 | 世界能源技術(shù)創(chuàng)新方向及發(fā)展趨勢

來源:能源研究俱樂部 | 作者:能源研究俱樂部 | 2020年8月11日() | 打印內(nèi)容 打印內(nèi)容

4.層狀三元金屬氫化物電極提升柔性電容性能

隨著柔性可穿戴電子器件的快速發(fā)展

,人們對柔性儲能器件的需求逐步增加
。而柔性超級電容器(超容)作為一類便攜式能量儲存設(shè)備也受到了許多研究者的關(guān)注。然而
,當(dāng)前商用的柔性超容能量密度較低(小于10瓦時/千克)無法滿足高能量密度的實際需求
,開發(fā)具有高容量
、高充放電倍率性能的柔性電極材料極為重要。層狀金屬氫氧化物(LDH)具有雙電層電容和贗電容的儲能特性
,是一類重要的超容電極材料
,如鎳鈷層狀氫氧化物,但其在堿性環(huán)境中存在不穩(wěn)定性
,亟需予以解決
。新加坡國立大學(xué)課題組采用簡單的水熱法制備了一種鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)三元金屬復(fù)合的層狀氫化物柔性超容電極材料
,通過對Al元素含量的優(yōu)化調(diào)節(jié)
,顯著提升了柔性非對稱超容的放電比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。該項研究制備了一種新型的三元金屬雙層氫化物柔性電極材料
,通過Al元素的引入有效地改善了電極比電容和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
,從而獲得了具有高比電容、高倍率性能和長循環(huán)壽命的柔性超容器件
,電容器件經(jīng)過15000次循環(huán)后
,容量僅衰減不到9%。為改善柔性可穿戴電子器件儲能提供了新的技術(shù)方案

(五)氫能技術(shù)穩(wěn)步推進(jìn)

1.全球首次實現(xiàn)遠(yuǎn)洋氫運(yùn)輸

由多家日本企業(yè)組成的新一代氫能鏈技術(shù)研究合作組(AHEAD)實現(xiàn)了全球首次遠(yuǎn)洋氫氣運(yùn)輸

,從文萊向日本運(yùn)輸了第一批氫氣,通過在川崎市沿海的東亞石油株式會社京濱煉油廠開始供應(yīng)從甲基環(huán)己烷(MCH)中分離出來的氫氣
,為水江發(fā)電廠的燃?xì)鉁u輪機(jī)提供燃料
。不同于日本與澳大利亞開展的褐煤制氫—液氫輸運(yùn),AHEAD項目采用千代田公司的SPERA技術(shù)探索有機(jī)液態(tài)儲氫的商業(yè)化
。相對于低溫液態(tài)儲氫的高能耗(25%左右)
、易蒸發(fā)(0.5%~1%/日),有機(jī)液態(tài)儲氫具有性能穩(wěn)定
、簡單安全以及可充分利用現(xiàn)有石化基礎(chǔ)設(shè)施等優(yōu)勢
。但也存在著反應(yīng)溫度較高、脫氫效率較低
、催化劑易毒化等問題
。該技術(shù)的核心是找到高效的催化劑。千代田公司利用甲基環(huán)己烷(MCH)作為載體
,開發(fā)的催化劑“有效壽命”超過1年
,并成功進(jìn)行了10000小時的示范運(yùn)行。

2.10兆瓦級可再生能源電力制氫廠投運(yùn)

位于日本福島縣浪江町的10兆瓦級可再生能源電解水制氫示范廠(FH2R)

,是目前世界上最大的可再生能源制氫裝置
。該設(shè)施于2020年3月7日開始運(yùn)行,進(jìn)行清潔廉價制氫技術(shù)的生產(chǎn)試驗
。該設(shè)施在18萬平方米場地內(nèi)鋪設(shè)了20兆瓦太陽能發(fā)電裝置
,接入10兆瓦電解水制氫裝置,設(shè)計生產(chǎn)能力每小時1200標(biāo)準(zhǔn)立方米氫氣
。開始運(yùn)行期間能夠年產(chǎn)200噸氫氣
,生產(chǎn)過程中二氧化碳凈排放為零。生產(chǎn)的氫氣預(yù)計主要以壓縮罐車和氣瓶組的形式供應(yīng)福島縣和東京都市場
。氫產(chǎn)量和儲存量將根據(jù)對市場需求的判斷進(jìn)行調(diào)整
。氫產(chǎn)量還將適應(yīng)電力系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)整的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)
,以滿足用電供需平衡的要求,最終不使用蓄電池而通過利用電能—氫能之間的轉(zhuǎn)化實現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)整達(dá)到供需平衡
。具體實施中
,東芝能源系統(tǒng)負(fù)責(zé)項目協(xié)調(diào)及氫能系統(tǒng),東北電力負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)及相關(guān)控制系統(tǒng)
,巖谷產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)氫的需求預(yù)測系統(tǒng)和氫的儲存
、供給。

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