英国研究称：化石燃料时代或在10年内终结

目前全球能源系统转型极为重要，但转型速度或时间演变是要考虑的关键因素。据英国萨塞克斯大学网站报道，该校研究人员调查了全球和多国能源转型的时间问题，提出全世界靠化石燃料获取能量的时代可能在10年内结束。

在能源转型的时间尺度问题上，当前主要学术文献中的主流观点认为，下一次能源转型仍需很长时间，需要几十年到上百年，但一些实际证据并不都支持这种观点。萨塞克斯能源集团总裁本杰明·索瓦库在发表于《能源研究与社会科学》杂志上的文章中指出，下一个重大能源革命所需的时间可能只需过去所用时间的一小部分，但这需要多学科、多方面的努力合作才能达到，还必须从以往能源系统和技术过渡的实验和磨难中学习。

该研究分析了历史上的能源转型时间。比如在欧洲，燃料从木材过渡到煤炭，各个国家花了96～160年不等，而电力成为主流花了47～69年。但在将来，由于资源短缺、气候变化威胁和技术学习与创新的巨大提高，可能会使全球向清洁能源转型的速度大大加快。

该研究还强调，以往的分析师忽略了很多能源更快转型的例子，如安大略省在2003-2014年间完成了不用煤炭的转型；印尼的主体家庭能源计划只用了3年，就让2/3的人口从使用煤油炉变成使用液化气炉；法国的核电计划在1970年只占供电市场份额的4%，到1982年已蹿升到40%。这些案例都需要政府的强力干预，加上消费者行为转变，以及利益相关者的刺激和压力的驱动。索瓦库说，进化到一种更清洁的新能源系统，可能需要技术、政策法规、关税与价格、用户习惯与采用方式等方面的重大转变。只从进化本身来看，确实要花几十年，将各种条件都凑在一起。但我们从过去的能源转型中掌握了大量知识，相信未来的转型会快得多。（科技日报）

澳大利亚成为世界第2大液化天然气出口国

据《西澳人报》报道，国际天然气联盟（IGU）日前发布《2016年世界LNG报告》显示，2015年澳大利亚LNG出口达到2 940万t，同比增长26%，超过马来西亚位居世界第2。据预测，到2018年澳大利亚出口量有望达到8 700万t，并取代卡塔尔成为全球第1。（商务部网站）

无钴高电压电池材料问世

近日，Nano one公司宣布成功研制出无钴高电压锂电池阴极材料——高电压尖晶石。该材料只含锂、锰、镍而不含钴元素，与已商业化的含钴电池材料相比，具有输出电压高、寿命长、安全性高、电池容量和放电功率大的特点，同时降低了成本、环保和供应链的风险压力。高电压电池材料质量轻、体积小和成本低的优势将在未来电动汽车和数码产品中发挥重大作用。Nano one是一家致力于生产纳米复合材料的高新技术企业，其低成本高性能电池材料广泛应用于电动汽车、储能和数码产品。（中国有色金属报）

超薄可弯曲锌电池或彻底改变穿戴式设备

加州初创企业Imprint Energy致力于突破这一障碍。该公司开发了一种新型锌电池，有望让电子设备厂商突破标准锂电池的局限。

该公司采用的技术来自加州大学伯克利分校的研究成果。目前，该公司已经开始为试用客户小批量生产这种超薄、高能、柔性、廉价的可充电电池。这种电池使用的原材料不是锂，而是锌，同时生产过程中还使用了丝网印刷技术。麦肯齐（Devin MacKenzie）称，标准锂离子电池很难做到又薄又有柔性，而且由于锂化学性质非常活泼，因而需要很多包装来保证锂离子电池的安全。如果你看过网上锂离子电池在空气中乃至水中起火的视频，就会明白这一点了。

这种架构也使得锂离子电子注定只能做得坚硬而硕大。即便是Macbook Air最薄的笔记本电脑或者iPad这样的平板电脑，其设计也受到电池大小和质量的限制。耐克Fuel Band使用了弧形鋰聚合物电池，但如果仔细观察腕带形状，可以发现电池是腕带上唯一无法弯曲的部分。尽管Imprint Energy才刚起步，但它的终极目标便是穿戴式设备市场，其中既包括消费市场（例如耐克Fuel Band和Fitbit），也包括医疗健康市场（例如植入式监测设备）。这种新型电池将令穿戴式设备行业受益匪浅。鉴于穿戴式电子设备还是新兴行业，未来几年才可能成为主流，突破性的设计可能会彻底改变该行业。（新华网）

美国研发出新型复合金属锂电极材料

近年来，随着便携式电子设备、电动汽车及可再生能源的迅速发展，高能量能源存储器件成为新能源新材料领域的研究热点之一。金属锂具有极高的理论比容量和理想的负极电位。以金属锂为负极的二次电池，具有高工作电压、高能量密度等优势，使得金属锂成为当今能源存储领域的首选材料。然而，现有锂离子二次电池各项指标诸如容量、循环寿命、充电速度等，均不能满足消费者日益增长的需求，因此，新型电极材料的研发成为重中之重。

新研究的复合金属锂电极在碳酸盐电解液体系的循环过程中具有较小的尺寸变化、极高的比容量和良好的循环及倍率性能，其电压曲线也相对平滑，突破了当前制约金属锂电池大规模商业化的主要问题，即金属锂与电解液的副反应，循环过程中的电极尺寸变化，以及锂枝晶的形成。前者很大程度上降低了电池的库伦效率，影响了其电化学性能；后两者则会给金属锂电池带来严重的安全隐患。针对上述问题，该小组展开了一系列研究。经过多次尝试后，他们将目光转向了纳米技术。研究小组对材料表面特殊浸润性进行深入研究后，首次提出了“亲锂性”这一概念，并利用表面“亲锂化”处理的碳质主体材料，通过建立“亲锂”的界面材料体系，开创性地将金属锂融化之后，利用毛细作用吸入碳纤维网络的空隙中，成功制备出含有支撑框架的复合金属锂电极。（科技日报）

葡萄藻中的酶可实现从植物中提取燃料

美国德州农工大学的科学家们在研究绿色微藻——布朗葡萄藻过程中发现了一种能够产生碳氢化合物的酶，利用这种酶可实现从植物中提取燃料。该研究发表在最新一期的《自然—通讯》杂志上。

布朗葡萄藻可产生大量的液态碳氢化合物，用于生产汽油、煤油和柴油。目前在地下储藏的石油大多也是由这些海藻产生的。葡萄藻在世界分布十分广泛，无论海洋、池塘、湖泊，还是高山、沙漠，均可以发现它们的踪影，但其最大问题是生长极为缓慢。在自然状态下，无法依靠其获取具有经济意义的生物质能燃料。一个葡萄藻细胞变成2个细胞大约需要一个星期，而生长较快的藻类6h就可以翻番。研究人员试图利用基因技术改造葡萄藻，使其可像其他藻类一样能够快速生长，或像陆地植物一样可以大量种植，这样才可以利用其生产燃料。研究人员首先对哪些基因能够生产燃料进行了研究，并发现由LOS基因编码的合成酶，能够启动油料的生产。他们确定布朗葡萄藻的LOS酶可以生产数种不同的碳氢化合物。该酶可以利用3种不同的分子作为基质，并且可以将这些分子组合在一起。如将2个20碳基质合成出40碳分子；将2个15碳基质分子合成出30碳的分子；15碳基质分子与20碳基质分子合成35碳的分子。LOS酶的这一特性十分重要，因为大多数与LOS酶相类似的酶只能利用15碳基质分子。而对于燃料来说，碳数越高越好。

研究人员确定了几乎所有与碳氢化合物生产相关的活性基因序列，经过生物信息学分析后，精确找到了一个启动碳氢化合物生物合成的基因。但了解这些基因后，他们还须找到合适的宿主，来优化这些基因表达，以便利用其来产生更多油料，而这还需要大量的基础研究。通过对基因组进行挖掘，并对相关的酶进行研究，可广泛将之应用于医疗、农业、化工或生物燃料的生产。（科技日报）

新奇超材料助推太阳能电池革命

据澳大利亚国立大学（ANU）网站消息，该校和美国加州大学伯克利分校合作，開发出一种属性奇特的纳米超材料，该材料被加热时能以不同寻常的方式发光。这一成果有望推动太阳能电池产业的革命，带来能把辐射热转化成电能的热光伏电池，在黑暗中收集热量来发电。

ANU物理与工程研究院的谢尔盖·克鲁克说，新的超材料克服了一些技术障碍，有助打开热光伏电池的潜能，预计能使热光伏电池的效率超过传统太阳能电池的2倍。热光伏电池产生电流不需要阳光直接照射，而是从周围环境中收集红外辐射形式的热。它们能回收利用发动机辐射的热，或与燃烧机结合按需发电。新型超材料有着纳米级的微结构，由黄金和氟化镁组成，能向特定方向发出辐射，还能改变形状发出特殊的光，而常规材料只能以全方位、广泛红外光波的形式发热。因此用这种材料制作匹配热光伏电池的发射器极为理想。

该材料的非凡表现来自其新奇的物理属性，它的磁性呈双曲线形分布，表示电磁辐射以不同方向传播。天然材料如玻璃或水晶，辐射形状是简单的球形或椭球形，而超材料的辐射形式截然不同，这是由于材料与光磁元件之间有着极强的相互作用。克鲁克预测新材料会有这些令人惊奇的性质，他的团队与擅长制造这类材料的加州大学伯克利分校合作，利用前沿技术造出了这种材料，构成材料的基本单位还不到人头发截面的12 000。研究人员说，如果发射器和接收器的间距能达到纳米级，用这种超材料为基础造出的热光伏电池的效率还能进一步提高。在这种构造中，辐射热在二者之间传递的效率比传统材料要高10倍。（科技日报）

我国研究者开发出新型环保电池

中国科学院深圳先进技术研究院的一个研究团队日前报告说，他们开发的一种新型铝-石墨二元离子电池具有环境友好、低成本等特点，能克服传统锂离子电池的一些局限，在电子设备和电动汽车等领域具有广阔应用前景。

由于电子产品、电动汽车等行业的带动，近年全球电池需求量持续上涨。依据美国市场研究机构弗里多尼亚集团的数据，未来全球电池需求量继续以每年7.7%的速度增长，到2019年其市场规模总额将达1 200亿美元。锂离子电池是目前最主流的电池类型，因为其电极中一般含有镍、钴等重金属元素，废旧锂电池进入环境会造成重金属污染。此外，锂电池发展也面临比功率（即电池输出功率与电池的质量之比）、能量密度等参数即将达到极限等技术瓶颈。领导这项研究的中科院深圳先进技术研究院研究员唐永炳说，与传统锂电池相比，这种新型电池的产品成本可降低约50%，比功率能增至传统锂电池的1.3～2.0倍，能量密度可提高到传统锂电池的1.6～2.8倍，具有明显优势。（新华网）

2020年光伏装机容量有望达1.6亿kW

“十三五”时期，太阳能发电产业规模有望得到大幅提升。根据国家能源局提供的规模发展指标，到2020年底，太阳能发电装机容量有望达到1.6亿kW，年发电量达到1 700亿kWh。其中，光伏发电总装机容量达到1.5亿kW，太阳能热发电总装机容量达到1 000万kW。太阳能热利用集热面积保有量达到8亿m2。

与规模相比，电源结构也值得重视。根据规划，到2020年底，太阳能发电装机规模在电力结构中的比重约7%，在新增电力装机结构中的比例约为15%，在全国总发电量结构中的比例约为2.5%。值得注意的是，国家对于太阳能发电技术创新也提出了明确指标，比如单晶硅电池、多晶硅电池、新型薄膜太阳能电池的产业化转换效率分别达到23%以上、20%以上和20%左右。（新华网）

新胶状材料有助存储可再生能源

随着各种成分的添加，翠绿的液体渐渐变成了褐色的胶体。加拿大多伦多大学研发出的这种彩色黏性材料，或将给可再生能源新的廉价存储方式铺平道路。

研究发现，这种材料在被铺展到金属带上并通电后，其打破水分子的速率要比现有常用材料高出3倍，且成本要低廉得多。多伦多大学客座研究员张博（音译）称，其开发的这种神奇胶状材料可作为催化剂，将水分解为氢和氧。相关水解工艺的关键是使用了相对廉价和丰富的钨金属。钨本身不会对水分解，但其在催化剂作用下可改变其他成分的特性，尤其是铁—钴氧化物，从而使水的分解更容易。而且，这种新材料可在室温条件下制作，制成后可像胶贴一样易于使用。研究人员表示，新胶状材料可促进工业规模的水解技术开发。在此过程中，作为副产物的氧通常被释放至大气中，而氢则被存储起来。之后，在燃料电池中这些氢可与氧再度结合产生能量。

存储是一直困扰可再生能源领域的难题，电池技术并未能提供一种大量存储电能的廉价和长期手段。新技术的优点在于，可将间歇性可再生能源（如太阳能、风能）产生的电力存储起来，以供将来无限期地使用。新胶状材料是加拿大先进项目研究院（CIFAR）资助的仿生能源项目产生的首个具体成果。该项目由多伦多大学著名能源专家爱德华·萨金特领导。研究成果发表在最新一期的《科学》杂志上。（科技日报）

我国将建首个全流域“风光水互补”清洁能源基地

我国第3大水电基地雅砻江流域将建设我国首个全流域的“风光水互补”清洁能源示范基地，充分利用雅砻江水电站群的调节性能，平抑风电、光伏发电的不稳定性，实现3种清洁能源的优化利用、打捆外送。这将有利于优化我国能源结构，并促进四川甘孜、凉山等贫困地区的经济发展。

从雅砻江流域水电开发有限公司了解到，示范基地规划总装机达到6 000万kW，有望成为目前世界上最大的“风光水互补”清洁能源示范基地。目前，国内除黄河上游以龙羊峡单体项目为基础打造“水光互补”、金沙江下游打造“风光水互补”以及内蒙古尝试火电与风电打捆送出等方面的研究以外，还没有一家真正整条流域的“风光水互补”清洁能源示范基地。

雅砻江公司董事长陈云华介绍，雅砻江所流经的甘孜州、凉山州、攀枝花市地处川西风能和太阳能资源富集区域，流域沿岸两侧风电、光电资源可开发量超過3 000万kW，与雅砻江流域规划的水力资源相当，相当于再造一条“雅砻江”。

根据初步规划成果，雅砻江流域沿岸将布局风电场址约80个，测算装机容量1 261万kW；光电场址约25个，测算装机容量1 816万kW。上述风电和光伏发电项目总装机容量3077万kW，年发电量约519亿kWh，总投资逾3 077亿元。项目建设将直接带动雅砻江沿岸贫困地区的经济发展。据了解，目前雅砻江风光水互补清洁能源示范基地建设已纳入四川省“十三五”规划，并成为四川省打造清洁能源示范省的重要组成部分。雅砻江公司将优选部分风电、光电场址作为首批项目推进前期工作，按照“成熟一批、开发一批”的原则加快建设。（新华网）

中国超级电容器电极材料“瓶颈”获突破

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，这种新新型非晶材料将大幅降低超级电容器的成本，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，目前只有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。所以，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科学问题，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成功合成的非晶FeOOH/石墨烯复合纳米片，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。（证券时报）

我国科学家研发可在雨天发电的太阳能电池

德国最新一期的科研期刊《应用化学》刊登论文《一种既可在阳光下也可在雨水下发电的太阳能电池》，介绍我国科学家开发的一种石墨烯材料使太阳能电池雨天发电成为可能。

雨滴并非纯净水，含有钠离子、钙离子、铵离子等多种阳离子和氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子等多种阴离子。中国海洋大学唐群委教授和云南师范大学杨培志教授的团队在这家德国期刊上的论文介绍，模拟雨滴在降落到他们研制的石墨烯材料（与一种染料敏化太阳能电池耦合）表面后，阳离子会与石墨烯共轭结构中的离域电子形成阳离子/电子双电层“赝电容”，而模拟雨滴在石墨烯表面的铺展—收缩过程为“赝电容”充、放电，从而产生电压和电流。论文称，在使用一定浓度的氯化钠溶液模拟雨水的实验中，此太阳能电池实现了大约100mV/滴的电压和0.5μA/滴的电流输出以及6.53%的光电转换效率。

作为新能源的重要组成部分，太阳能一直是清洁能源研究的热门领域，近年来相关研究不断取得进展和突破，但一直无法解决“全天候”尤其是雨天发电的问题。唐群委表示，此前曾有科技期刊报道过科学家尝试把雨滴下落的动能转化为电能的尝试，但人们在太阳能基础研究领域的思路大多只限于如何更高效的利用、转化太阳光。

唐群委说，有关研究成果已在国内申请了发明专利，而论文也得到了评审专家的高度评价。唐群委和杨培志认为，该研究有助于延长太阳能电池的潜在发电时间，未来还可能在雨量充沛但太阳能资源不够丰富的地区，酸雨多发地区，以及岛礁供电和海上航行等领域发挥更大作用。（新华网）