登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
中国科学院长春应用化学研究所博士生张鹤独自坐在实验台前,通过观察电化学工作站数据的运行情况,不断手动调整装置的连接模式。这是他近段时间以来工作日常的缩影。
“有时候循环测试可能需要十几个小时,操作者必须寸步不离地守在实验装置前。”他告诉《中国科学报》。
最近,张鹤终于得以短暂地放松。在中国科学院院士董绍俊的指导下,他所在的团队通过构建基于水/氧循环的生物光电化学模型,成功实现了集成化体系下太阳能的连续转化与存储。相关成果日前发表于《美国化学会志》。
不间断的太阳能
地球自转,引起了自然界中白昼与黑夜的交替变化,这导致了区域性的阳光照射是间歇的、非连续的。
对于传统光伏器件而言,要想获得源源不断的电力输出,连续不断的光照是装置正常运行的最基本条件。然而,受区域性光照间歇的影响,光伏器件中的能源转换(光能到电能)是一个非连续性过程。这在很大程度上限制了太阳能的直接利用,使其不能满足实际生产生活中日以继夜的电力需求。
为解决这一问题,科学家们提出了相应的能源储备战略,通过将光电化学体系与二次电池或液流电池体系连用,实现了太阳能的转化与存储。
“但是,多体系连用存在系统复杂、成本较高、能量传输损耗严重等缺点。”论文第一作者张鹤分析,多体系连用一方面需要考虑体系与体系间的匹配问题,另一方面能量在传输转移过程中容易以热能形式出现不可避免的损耗。这样一来,既增加了设备成本,也不利于存储能源的有效利用。
2018年,该团队通过将n—型半导体光阳极与多铜氧化酶生物阴极相匹配,成功构建了一个基于水/氧循环的生物光电化学池,实现在体系水/氧循环状态下从光能与化学能到电能的连续稳定转化。
不过,与传统光电化学体系相同,该体系的运行完全受控于外界光照情况,亟须进一步修正。
“我们团队在此前研究工作的基础上,通过引入储能模块(聚吡咯电容电极),建立起一个集成化的生物光电化学模型体系。在体系中水/氧自循环的状态下,实现了光照与暗场条件下源源不断的电力输出。”张鹤说。
把太阳能存储起来
针对电池体系的研究,该团队从考察单个电极的电化学行为入手,从单个电极到单个电池再到整个体系,由简及繁地对所构建模型体系的各个组分及整体性能进行考察。
首先遇到的难点就是储能模块的选择。
论文作者之一、中国科学院长春应用化学研究所博士生黄亮告诉《中国科学报》,为确保固态电容电极的正常蓄能,一方面其充/放电电势窗口需介于光生物燃料电池两电极电势之间;另一方面需确保该电极在中性电化学体系中具备较高且稳定的电容量。“经过多方面优化选择与测试,我们选择聚吡咯电容电极作为储能模块。”
果不其然,聚吡咯电容电极扮演的双重角色实现了光电化学体系与电池体系的集成化连用。
光照条件下,在光电化学体系中,聚吡咯电容电极作为阴极接受来自阳极产生的光电子,并凭借自身的电容性能将其存储起来,实现光能到电能、化学能的转化;暗场条件下,在电池体系中聚吡咯电容电极又作为阳极将存储的光电子传输到生物阴极,实现化学能到电能的转化。
第二大难点在于体系蓄放过程中各个电极间电位的匹配问题。
“需要确定电容电极的充/放电电位。”论文作者之一、中国科学院长春应用化学研究所副研究员翟俊峰告诉《中国科学报》,在光电化学体系中,阳极光催化水氧化(OER)电位需要低于- 0.1 V才能有效地实现光生电荷在电容电极上的存储,因此二氧化钛电极可以作为合适的光催化材料应用在该体系中。
而在生物燃料电池体系中,阴极催化氧还原电位需要高于0.3 V才能有效地实现光生电荷从电容电极上的释放。因此,团队选择胆红素氧化酶作为合适的生物催化材料,应用在该体系中。
实验数据分析显示,该概念模型在光照与暗场条件下分别获得0.34 ± 0.01 和 0.19 ± 0.02 mW cm-2的最大功率密度输出,并且展现出稳定的太阳能蓄放循环性能。此外,通过改变储能模块(聚吡咯电容电极)的电容量,体系充/放电时间可得到有效调控。
助力绿色新能源发展
张鹤认为,该模型体系的建立有望实现太阳能蓄放体系向简单化、小型化与低成本化发展,并且为环境友好型绿色新能源的发展提供了一条新的研究思路。
“通过体系中简单的水/氧循环,太阳能便可以在这个集成化器件中得到连续转化、存储与释放,实现光照与暗场条件下源源不断的电力输出,避免了区域光照间歇性所带来的太阳能转化不连续问题。”张鹤介绍,这也是该研究的创新之处。
他相信,在相关工业技术支持下,该模型有望在新兴绿色能源器件商业化应用中得到发展。“比如,通过电池串联的方式,可以实现小型能源器件的商业化应用,来满足日常生活中手机充电设备、家用备用电源以及小型路灯的使用。”
下一步,团队将以该研究工作为基础模型,针对实际生产生活中的一些具体问题,进行体系改进与优化,以扩大该模型的相关应用前景。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
3月份,规模以上工业(以下简称规上工业)原煤、原油、天然气、电力生产总体平稳。一、原煤、原油和天然气生产及相关情况原煤生产基本稳定,进口同比增长。3月份,规上工业原煤产量4.0亿吨,同比下降4.2%,增速与1—2月份持平;日均产量1288万吨,仍处较高水平。进口煤炭4138万吨,同比增长0.5%。1—3
3月26日,甘肃省人民政府印发甘肃省国土空间规划(2021—2035年)的通知,通知指出,依托河西走廊清洁能源基地,持续推动风电基地建设,建设酒泉地区特大型风电基地,拓展金(昌)张(掖)武(威)风电基地规模,扩大白银市、定西市、庆阳市等地区风电装机规模。扩大光伏基地建设规模,优先在沙漠、戈
近年来,费县大力推动能源供给、能源消费、能源科技、能源体制四项改革,能源产业保障能力显著提升,涵盖火电、风电、水电、太阳能发电、生物质发电、抽水蓄能等领域的现代能源体系已基本建立,全县电力生产能力远超本地区的消费需求,剩余36.52%的电力外输至其他县区,已成为鲁南地区重要的能源基地。
天眼查显示,近日,湖北同晖电力科技有限公司成立,注册资本100万元,经营范围含工程和技术研究和试验发展、新材料技术研发、太阳能发电技术服务、工程管理服务等。该公司由中国电力建设集团有限公司全资持股。
1—2月份,规模以上工业(以下简称规上工业)原煤生产有所下降,原油、天然气、电力生产稳定增长。一、原煤、原油和天然气生产及相关情况原煤生产有所下降,进口较快增长。1—2月份,规上工业原煤产量7.1亿吨,同比下降4.2%,上年12月份为增长1.9%;日均产量1175万吨。进口煤炭7452万吨,同比增长22.9%
2月,全省完成发电量172.40亿千瓦时,同比增长15.78%。1-2月,全省完成发电量370.13亿千瓦时,同比增长16.18%。2月,全省全社会用电量136.96亿千瓦时,同比增长8.24%。1-2月,全省全社会用电量累计290.58亿千瓦时,同比增长9.72%。一、全省全社会用电情况1.分产业用电2月,第一产业用电量1.50亿千瓦时
企查查显示,电投浙电(杭州)新能源有限公司于2024年2月20日成立,法定代表人为李晓民,注册资本1亿人民币,经营范围含供电业务、太阳能发电技术服务、风力发电技术服务、储能技术服务、工程管理服务等。
近日,中国气象局印发《能源气象服务行动计划(2024—2027年)》(以下简称《计划》),旨在提升能源气象服务能力和经济社会效益,发挥气象在能源强国建设中的助推作用。《计划》明确,到2027年,基本建成适应需求、技术先进、机制完善的能源气象服务体系,能源气象服务能力和效益显著提升,为能源生产
北极星太阳能光伏网获悉,2024年2月5日,四川江油抽水蓄能有限公司正式注册成立,法定代表人为罗刚,注册资本14亿人民币,经营范围含水力发电;发电业务、输电业务、供(配)电业务;自来水生产与供应;储能技术服务;工程管理服务;工程技术服务(规划管理、勘察、设计、监理除外);新兴能源技术研发
2023年,全省电力运行态势良好,电力供应保障充足有序,发电装机容量、发电量与外送电量均创历史新高,发电结构持续优化。发电装机容量稳步增加,可再生能源装机占比近四成。截至2023年底,全省发电装机容量13304.1万千瓦,比上年增长10.1%,较上年末增加1224.5万千瓦。分类型看,火电(包括燃煤、燃气
近日,青海省能源局发布2023年全省发、用电量情况。2023年,全省发电量1008.2亿千瓦时,同比增长1.6%。其中:水电398.3亿千瓦时,同比减少6.7%;火电158.8亿千瓦时,同比增长3%;太阳能290亿千瓦时,同比增长13.3%;风电161亿千瓦时,同比增长3.3%。2023年,全社会用电量1018.3亿千瓦时,同比增长10.4%
北极星太阳能光伏网获悉,4月9日晚,聆达股份发布2023年度业绩预告修正公告,修正公告显示,聆达股份2023年度归属于上市公司股东的净利润预计亏损2.49亿元–2.98亿元,同比下降1370%-1660%,预计实现营业收入8亿元-10亿元。聆达股份修正后的业绩预告关于业绩修正的主要原因,聆达股份解释称,受技术迭
从润世华新能源微平台获悉,4月8日,润世华发展集团与武汉理工大学童金辉教授团队,合作开发钙钛矿太阳能电池及组件项目的签约仪式,在龙岗创投大厦隆重举行。润世华发展集团董事长张锦辉、润世华新能源控股集团副总经理马建勇、侯青春、张晓燕、裴国英、润世华智慧能源斯能总经理周宏宇,润世华软件和
4月2日,横店东磁投资者关系活动记录表发布。横店东磁表示,公司与投资者就公司的经营、发展、财务等方面进行了沟通,现将交流时的问答环节主要内容整理如下:1、2024年Q1光伏产品出货量预期?公司Q1订单交付价格?答:2024年Q1公司光伏产品出货预计可实现环比增长20%以上,单组件产品出货增速会更高一
暮春四月追光,异国初露锋芒!当地时间4月4日-6日,棒杰追光之旅第一站来到欧亚文明融合之地,开启当代光伏科技展览旅程。土耳其国际太阳能暨光伏技术博览会(SOLAREXISTANBUL),棒杰高效N型TOPCon电池片及组件产品亮相HALL5-C01C展位,吸引海内外客户驻足交流,共话土耳其光伏市场发展。土耳其日照资源
企查查APP显示,3月8日,滁州爱旭太阳能科技有限公司成立,法定代表人为谢俊伟,注册资本5亿元,企业地址位于安徽省滁州市全椒县襄河镇儒林路政务中心六号楼6楼614室,所属行业为科学研究和技术服务业。经营范围包含新兴能源技术研发;光伏设备及元器件制造;光伏设备及元器件销售等。企查查股权穿透显
3月15日,聆达股份发布公告,受技术迭代、近期光伏产业链价格整体呈波动下行态势等多种因素影响,公司子公司金寨嘉悦新能源科技有限公司为减少损失及整体经营风险的角度考虑,于近日对其高效光伏太阳能电池片生产线实施临时停产,停产时间至2024年4月15日,后续复产情况将及时披露。聆达股份表示,近期
太阳能技术必然发展方向是什么?相比其他企业爱旭为什么拥有绝对领先优势?……当地时间3月5日爱旭悉尼发布会“太阳能之父”马丁·格林评爱旭ABC及爱旭的未来发展马丁·格林点赞ABC技术:期待爱旭给世界带来更多突破
2024年3月5日,爱康科技发布关于变更董事、监事及聘任高级管理人员的公告。公告显示,爱康科技监事会于2024年3月1日收到公司监事田野先生的书面辞职报告。田野先生因工作变动申请辞去公司监事职务。田野先生辞去上述职务并生效后,公司将聘任其为公司董事、高级副总裁。同时,同意提名苏雅亭先生为公司
在光伏领域中,N型技术的快速崛起成为当前瞩目的焦点,随着N型光伏技术的不断优化,我们正迎来一个低碳排、高效能的时代。由于传统的P型光伏技术因在效率和制程上的限制而逐渐被淘汰,推动了业界转向更先进的技术,拥有更高效率的N型产品渗透率正急速提升中。其中,TOPCon技术的优势在于其能够更有效地
2月29日,国家统计局发布《中华人民共和国2023年国民经济和社会发展统计公报》披露了多项电力数据,包括电力装机、能源消费等。数据显示,2023年,太阳能电池(光伏电池)产量5.4亿千瓦,增长54.0%;2023年,水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源发电量31906亿千瓦时,比上年增长7.8%。2023年末全国
2月28日,石柱土家族自治县人民政府关于印发《石柱县工业园区产业发展规划(2023—2027年)》的通知,通知指出,抓绿色低碳发展机遇,围绕页岩气、氢能源、风力光伏发电等,发展新能源配套装备。重点发展叶片、机舱罩、齿轮箱、塔筒等风力发电装备;光伏支架、光伏电池、光伏板等光伏发电装备。原文如
4月12日,中国安能发布了中国安能一局港北大圩风光互补光伏发电项目一期工程EPC总承包工程储能装置设备采购项目招标公告,储能装置设备容量为20MW/40MWh。中国安能一局港北大圩风光互补光伏发电项目一期工程EPC总承包工程储能装置设备采购项目招标公告1.招标条件本招标项目中国安能一局港北大圩风光互
北极星储能网获悉,据中油工程建设消息,近日,中国石油工程建设公司(英文缩写CPECC)西非公司EPC总承包,CPECC北京分公司负责设计的尼日尔油田二期Koulele-10光伏电站完成并网送电性能测试,电站及负载均平稳运行,标志着公司承建的首座海外离网规模化光伏储能电站正式投产运行。该光伏电站是离网型
北极星储能网获悉,近日,融捷股份有限公司发布了关于与关联方共同投资设立控股子公司的公告。融捷股份有限公司于2024年4月16日召开的第八届董事会第十五次会议审议通过了《关于与关联方共同投资设立控股子公司的议案》。公司拟与控股股东融捷投资控股集团有限公司共同投资设立经营光伏储能业务控股子
北极星储能网获悉,据青海日报消息,4月17日,计划总投资50亿元的中国电建集团四川工程有限公司暨青海天逸储能产业有限公司10GWh短时高频储能智造及分布式光伏项目在西宁经济技术开发区南川工业园区开工建设。此次10GWh短时高频储能智造及分布式光伏项目分三期建设,一期预计9月底建成投产,全部建成后
近日,中国能建中电工程陕西院设计国内规模最大台区分布式储能项目国内首个用户侧的分布式储能项目竣工投运!该项目覆盖面积广,总共部署安装149套台区分布式储能设备,共覆盖近8000平方公里,分布在西安市长安区、西咸新区、三原县、周至县、大荔县、富平县、铜川宜君县等七个区县内的130个村中,其中
北极星储能网获悉,4月14日,中国招标投标公共服务平台发布山西沁县广丰200MW光伏储能发电项目20MWI40MWh储能设备采购(1标段)招标公告。该项目为20MW/40MWh储能设备采购,包括储能蓄电池、PCS及35KV升压箱变设备等系统设计、生产、运输、装卸、检验、安装、调试、并网、运行等。公告如下:
北极星储能网获悉,4月7日,河北省发展和改革委员会发布关于支持开展高速公路分布式光伏建设有关事项的通知。通知指出,在无可开放容量地区建设的高速公路分布式光伏项目,需配置储能(不低于集中式光伏配储比例),并承诺在分布式光伏中优先参与电网调峰,配套储能应与光伏项目在同一220千伏供电区域
4月8日,揭阳市发展和改革局关于印发《揭阳市储能发展规划(2023-2030年)》的通知,通知指出,海上风电规划方面,“十四五”及“十五五”期间,我市将全力推进重点项目落地落实,加速推进海上风电项目的核准,已建成投产近海浅水区揭阳市神泉一315.5MW、神泉一(二期)91MW、神泉二502MW等3个项目共90
近日,湖北省发改委、省能源局印发《2024年降低全省工商业用户用电成本工作推进方案》,《方案》提出,坚持系统思维、综合施策,强化有为政府和有效市场协调联动,推动上游主体和下游用户共同参与,争取显性成本和隐性费用同步下降,确保2024年降低全省工商业用户用电成本50亿元。优化工商业分时电价政
近日,英飞凌科技与羲和未来科技有限公司(以下简称“羲和”)签订了合作备忘录,建立全球范围内的合作伙伴关系。英飞凌副总裁刘伟指出,英飞临将向羲和提供最尖端功率半导体器件,以支持其开发下一代高效率、高可靠性的功率变换器,进一步提高羲和光伏储能产品的发电效率、安全性和可靠性。羲和的CEO
“从实验结果来看,2022、2023年光伏电站发电量最高的三种典型设计方案为双轴支架+双面组件+组串式逆变器、平单轴(带10度倾角)支架+双面组件+组串式逆变器、斜单轴支架+双面组件+组串式逆变器。灰尘、积雪遮挡损失、温度影响损失的理论计算与实测数据分别为1.68%、3%。”这是记者于3月28日召开的国家
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!