电力科技信息

电动汽车无线充电技术获重大进展

美国橡树岭国家实验室（ORNL）研究团队日前在电动汽车无线充电技术方面获得重大进展。一个20 kW的无线充电系统充电效率达到90%，充电速度是通常使用的插电式电动汽车设备的3倍，这将有助于加快电动汽车的推广使用。

据物理学家组织网近日报道，橡树岭国家实验室电力电子团队主管马杜·臣萨瓦里说：“几年来，我们从实验室概念验证到现在已取得巨大进展。目前正在将这一技术与实体工程、设计、规模化相结合，整合到一些丰田汽车之中，为促使这一技术更贴近市场需求做准备。”

该团队在短短3年内开发的这种供轿车使用的20 kW无线充电系统具有独特的结构，包括逆变电源、隔离变压器和车侧电子的耦合技术。在演示中，研究人员将一个单独的转换器系统整合到配有10 kWh电池的丰田RAV4电动汽车进行充电。

由于更高的功率水平对于较大型的汽车，如卡车和公共汽车必不可少，研究人员正把50 kW的无线充电系统作为下一个努力目标，其将与市售的插电式快速充电器的功率水平相匹配，以便提供相同的充电速度，或可增加消费者对电动汽车的接受程度。

促进该技术发展的行业合作伙伴有丰田、思科、Evatran以及克莱姆森大学国际汽车研究中心。美国能效和可再生能源汽车技术办公室为这个具有竞争力项目提供了部分资金，以支持能源部提出的“电动汽车无处不在的大挑战计划”，其目的是在2022年使电动汽车成为消费者负担得起的、更方便和更清洁的交通工具。

车辆系统项目经理戴维·史密斯说：“相比插入式充电方式，无线电力传输在电动汽车充电过程中是一种典型范式的转换，为消费者提供一个自主、安全、高效和方便的选择。今天的技术表明，其将是交通工具在行驶过程中充电，并走向电气化道路的一块垫脚石。”来源：中国电力网

日本开始验证CO2分离回收型吹氧循环发电

日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）2016年4月4日宣布，将从2016年度开始，对附设CO2分离回收设备的“吹氧煤气化联合循环发电（吹氧IGCC）”验证试验设备，即对“CO2分离回收型吹氧IGCC”实施验证。目标是使吹氧IGCC的CO2回收率达到90%，实现与现行煤粉发电同等水平的净热效率（高热值），即40%。

此次验证试验是旨在大幅降低煤炭火力发电CO2排放量的“煤气化燃料电池联合循环发电验证事业”的一环。实施该试验的目的是实现煤炭气化燃料电池、燃气轮机和蒸汽涡轮3种发电形态联合发电的“煤碳气化燃料电池联合循环发电（IGFC）”，以及与CO2分离回收相结合的低碳煤炭火力发电。

2012年度开始的第一阶段的工作是在大崎电站内建设了向煤气化炉供应氧气，实施燃气轮机与蒸汽涡轮联合发电的吹氧IGCC的验证试验设备。设备于2015年度开始试运转，预定2017年3月正式投入验证运转。

2016年度开始的第二阶段，将从煤炭火力系统的性能、可用性、可靠性和经济效益几个方面，对吹氧IGCC与CO2分离回收设备组成的CO2分离回收型吹氧IGCC进行验证。将研究CO2回收时发生能源损耗从而导致发电效率低下的课题。

第三阶段的计划是：在2018年启动加入了燃料电池的CO2分离回收型IGCC设备，即“CO2分离回收型IGFC”的验证试验。在这之后，将利用面向大型化和商用设备追加开发的技术，以及其他试验开发的燃气轮机燃料电池联合循环发电技术的成果，在2025年左右应用IGFC技术，实现净热效率达到55%、单位CO2排放量减少到590 g/kWh左右（比目前降低约30%）的目标。

来源：日经BP社

中国学者世界首创新型双离子电池技术

中国科学院深圳先进技术研究院唐永炳研究员及其研究团队的最新成果新型高能量密度铝-石墨双离子电池技术，近日在国际能源材料顶级期刊《先进能源材料》上发表后，上周又受到德国科学网“Wissenschaft aktuell”邀请报道，广受业界好评。该技术若实现产业化，将对现有锂电产业格局产生重大影响。

低成本、高效的全新电池技术

目前便携式电子设备、电动汽车、可再生能源系统等领域的主要能源转换和存储设备都是锂离子电池，但是商用锂离子电池的能量密度低、制造成本较高，且传统锂离子电池的电极材料含有毒金属，电池废弃后会造成严重的环境问题。特别是当前新能源汽车用的动力电池行业需求火爆，而动力电池技术仍是拦在新能源汽车发展前的一大障碍。无论是锂离子电池组驱动的电动汽车，还是燃料电池驱动的电动汽车，都面临着成本和续航里程的挑战。

而唐永炳团队发现的新型高能量密度铝-石墨双离子电池，是一种全新的高效、低成本储能电池。这种新型电池对传统锂离子电池的正负极进行了调整，用廉价且易得的石墨替代目前已批量应用于锂离子电池的钴酸锂、锰酸锂、三元或磷酸铁锂作为电池的正极材料；采用铝箔同时作为电池负极材料和负极集流体；电解液由常规锂盐和碳酸酯类有机溶剂组成。该电池工作原理有别于传统锂离子电池：充电过程中，正极石墨发生阴离子插层反应，而铝负极发生铝-锂合金化反应，放电过程则相反。这种新型反应机理不仅显著提高了电池的工作电压（3.8～4.6 V），同时大幅降低电池的质量、体积及制造成本，从而全面提升了全电池的能量密度。

这种技术若能实现产业化，未来的手机可能会比现在再轻薄一半，同时我们的智能手机再也不需要频繁充电了，更是解决了电动汽车电池成本高昂以及续航里程短的关键问题。不过，目前该电池技术还有待优化，比如需要进一步提高电池的循环稳定性等。

将改变现有锂电产业格局

近年来，新能源汽车在政策的支持下风靡全球，行业上游也在诸多利好下迎来爆发式发展，全球产量居前的龙头电池厂纷纷在华设厂。虽然新能源汽车市场的持续繁荣带动了电池产业，但目前在技术上仍面临着成本和续航里程挑战。目前全球对锂电的需求以每年7.7%的速度增长，其市场到2019年将达到1 200亿美元（据美国弗里多尼亚集团市场调查）。

根据机动车整车出厂合格证统计，2015年12月，我国生产新能源汽车9.98万辆，同比增长3倍。工信部部长苗圩在今年两会上提出，新能源车从2009年的培育期，到现在开始进入成长期。2015年产销30多万辆，比上年呈现高速增长的趋势。

苗圩认为目前新能源汽车发展遇到2个瓶颈。一是产品端，要集中攻克以动力电池为代表的产品性能、可靠性、续航里程、寿命等难题；二是以应用端为代表的充电设施建设，需要完善。苗圩表示，工信部对2个方面都已经做了一些安排，地方政府也有积极作为，可以保证新能源汽车有进一步发展。

目前，政府对于新能源汽车的支持主要集中在市场销售的后端，在研发设计的前端投入比较少，这种“不平衡”会造成非常明显的滞后效应，这也是当前电池技术发展跟不上市场销量增长的主要内因。该新型电池技术若能实现产业化，有望改变现有锂电产业格局。

初步估算，500kg重量的铝-石墨电池的续航里程可达到约550km，与传统的锂离子电池相比具有明显的优势，不仅生产成本降低约40%～50%，同时能量密度提高至少1.3～2.0倍。

来源：中国经济网

突尼斯研发超高效无桨叶风力发电机

据英国《每日邮报》4月26日报道，突尼斯的Saphon Energy公司开发了一种名为"Saphonian"的无桨叶风力发电机，其设计灵感来自古迦太基船只的船帆。

Saphon Energy表示，与传统风力发电机相比，这种风力发电机更加轻便、安全和高效，其发电量是传统风力发电机的2倍。该发电机造价低廉，对发展中国家尤其适用，比如可用于印度某些尚未建立电网的地区。

Saphon认为，与传统发电机相比，相对较少数量的Saphonian就可以为整个村庄提供充足电力。Saphon Energy联合主席表示：“我们计划在印度开展一个50台Saphonian的项目，每台Saphonian可以发电20 kW，一个风力发电厂就能生产1 MW电能。光是在南印度生产的这些电能，就能够满足1 000户家庭的电力需求。”

信息来源：环球网

超级电容器电极材料突破“瓶颈”将推动其实现商业化

近日，南京理工大学夏晖教授团队成功合成了非晶FeOOH/石墨烯复合纳米片，这种新型非晶材料将大幅降低超级电容器的成本，可极大地推动其商业化。

一直以来，超级电容器电极材料的研究集中在纳米晶材料上，但是纳米晶材料的结构很难扩张或收缩的性质限制了超级电容器的循环寿命和快速充放电性能。同时，纳米晶材料的合成通常在高温下进行，大大提高了生产成本，并且工艺复杂，很难做到大量生产，极大地限制了超级电容器的广泛推广，目前仅少量应用于电动汽车中。

近几年，科研人员开始尝试把非晶材料用于超级电容器的电极材料。相比于结晶材料，非晶材料的合成温度更低，因此大大降低了电极材料的合成成本。非晶材料结构也更加稳定，体积可调控。然而，美中不足的是非晶材料较差的导电性以及较小的比表面积在一定程度上限制了超级电容性能进一步提高。因此，研发低成本、可大量生产、高循环寿命以及可快速充放电的新型非晶材料是新能源储能领域的核心问题，同时也是世界超级电容器工业化生产的难题。

刘嘉琪和导师夏晖教授等人成功合成了非晶FeOOH/石墨烯复合纳米片，其合成方法绿色环保、简单易行。该复合电极材料表现出优异的超级电容性能，具有高循环使用寿命，可快速充放电。

来源：科技日报