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9日,华能新能源公司完成发电量2.0189亿千瓦时,首次突破2亿千瓦时大关!今年以来,华能新能源公司坚持量价统筹,通过大力参与跨区交易缓解弃电,紧盯增量项目并网投产,持续提升存量设备发电效率和可利用率,根据功率预测科学部署抢发电量措施,实现稳价增量。截至3月9日,年累计完成发电量93.34亿
根据国际能源署(IEA)的《电力2025》报告,到2027年,太阳能发电预计将满足全球电力需求增长的大约一半。该机构的旗舰报告预测,在工业、空调、电气化和数据中心使用量不断增长的推动下,到2027年,全球电力消耗量将以近年来最快的速度增长,每年增长近4%。报告解释说,由于持续的成本降低和政策支持
北极星太阳能光伏网获悉,2月12日,国能(雄安)综合能源有限公司正式注册成立,法定代表人为冯尚辉,注册资本2000万人民币,经营范围包括燃气汽车加气经营、新兴能源技术研发、风力发电技术服务、太阳能发电技术服务、储能技术服务等。天眼查资料显示,国能(雄安)综合能源有限公司由国家能源集团雄安能
2月13日,国家电网有限公司关于2024年度第6次可再生能源电价附加补助资金转付情况的公告。2024年12月,财政部下达公司可再生能源电价附加补助资金年度预算841294万元,其中:风力发电403529.5万元,太阳能发电422381.5万元,生物质能发电15383万元。全文见下:按照《财政部国家发展改革委国家能源局关
2025年2月13日,云南省统计局发布2024年云南规模以上工业主要能源产品生产情况。其中,风力发电量374.30亿千瓦时,同比增长32.6%;太阳能发电量281.70亿千瓦时,同比增长151.0%;发电量中清洁电力(水力发电、风力发电、光伏发电)比重为86.3%,较上年同期提高2.7个百分点。原文见下2024年云南规模以上
北极星太阳能光伏网获悉,2025年1月7日,广州公用新能源有限公司正式注册成立,法定代表人为陈平燕,注册资本4000万人民币,公司位于广东省广州市天河区,经营范围包括太阳能发电技术服务、光伏发电设备租赁、光伏设备及元器件销售,以及发电业务、输电业务、供(配)电业务等。天眼查资料显示,广州公
2月6日,协合新能源发布2025年1月的权益发电量公告。根据公告,2025年1月协合新能源风电发电量为655.61GWh,较2024年1月的685.7GWh,下降了4.39%;太阳能发电量为94.64GWh,较2024年1月的70.54GWh,增长了34.17%。总体来看,2025年1月的总发电量为750.25GWh,较2024年1月的756.24GWh,微幅下降0.79%。
《越南快讯》1月1日报道,越南工贸部日前在落实第八电力规划实施计划及调整第八电力规划会议上表示,支持地方投资建设垃圾发电站,优先将湖面光伏发电项目列入规划。越工贸部电力和再生能源局官员表示,第八电力规划的垃圾发电规模仅为2200兆瓦,分配给各地的容量有限。目前越已运营的垃圾发电站有河内
1月24日,中国电力企业联合会召开新闻发布会,中电联秘书长、新闻发言人郝英杰发布《2024-2025年度全国电力供需形势分析预测报告》。报告指出,2024年,全国全社会用电量9.85万亿千瓦时,同比增长6.8%。2024年,包括第一、二、三产在内的全国全行业用电量比2020年增长了29.5%,“十四五”以来年均增长6
独立能源智库Ember23日发布的最新报告显示,2024年欧洲联盟可再生能源发电量占比达到47.4%,接近总发电量的一半,主要缘于太阳能、风能发电量增长迅速。2024年6月20日,一名参观者在德国慕尼黑举行的2024年欧洲国际太阳能展上参观。新华社记者李函林摄报告显示,2024年欧盟国家太阳能发电量比2023年增
近日,国家能源局发布2024年12月全国可再生能源绿色电力证书核发及交易数据。一、绿证核发情况2024年12月,国家能源局核发绿证1.99亿个,同比增长2.12倍,涉及可再生能源发电项目5.8万个,同比增长21.29%,其中可交易绿证1.46亿个,占比73.29%,2024年11月份可再生能源电量对应绿证1.59亿个,占比80.04
三年,用三份提案,构建起新能源产业可持续发展的“绿色闭环”。翻看第十四届全国政协委员、人口资源环境委员会委员、中国华润(集团)有限公司环境健康和安全部专家张利文的履职档案,三份提案串联起中国新能源产业绿色发展的关键进程。这位深耕环保领域30余年的“老兵”,用精准的切口推动光伏回收政
2月28日,国家统计局发布中华人民共和国2024年国民经济和社会发展统计公报。初步核算,全年国内生产总值1349084亿元,比上年增长5.0%。全年人均国内生产总值95749元,比上年增长5.1%。国民总收入1339672亿元,比上年增长5.1%。全员劳动生产率为173898元/人,比上年提高4.9%。其中提出,全年规模以上工
在光伏产业加速向高效化、场景化演进的新周期,协鑫集成以技术迭代速度与产品价值深度双向突破,再次向市场展现了“协鑫速度”。截止2025年2月,协鑫集成GPC2.0电池效率突破27.5%,较去年12月底产品发布提升0.4个百分点,产能爬坡速度超预期,有望提前实现规模化量产。基于容量、收益、可靠超配优势的G
近日,安徽省蒙城县生态环境分局发布了2GW新型高效碲化镉薄膜太阳能电池(一期)项目环境影响评价第一次公示。根据公示内容,该项目建设单位为安徽繁星能源科技有限公司。本次拟租赁蒙城经济开发区内生产车间59,934平方米,按碲化镉发电玻璃生产车间工艺要求进行改造,购买、安装碲化镉发电玻璃加工生
2月27日,赣州市工业和信息化局发布关于向社会公开征求《赣州市未来产业发展实施意见(征求意见稿)》意见的公告,公告显示,以赣州经开区、南康区、赣县区、定南县为重点,抢抓能源革命机遇,重点布局太阳能、氢能等领域。太阳能加强钙钛矿太阳能电池、光伏建筑一体化等新型太阳能技术、材料和装备研
日前,有投资者向京山轻机提问,钙钛矿不仅可用于太阳能电池,也可用于LED和显示技术、量子技术等等。贵司的设备生产的钙钛矿是否可用于除太阳能电池以外的其它领域?或者是否具有提供相应设备的能力?2月21日,京山轻机表示,当前公司的发展战略聚焦于光伏装备和包装装备这两大核心业务。公司能提供钙
日本将根据内阁批准的第7个战略能源计划,到2040财年在电力结构中实现40%至50%的可再生能源份额,这将比2023年达到的22.9%有所增加,使可再生能源成为其能源系统的中心。根据日本经济产业省(METI)的计划,太阳能是可再生能源中的重点技术。考虑到日本缺乏合适的太阳能地点,政府的目标是在下一代太阳
北极星太阳能光伏网获悉,2月10日上午,江苏省淮安市清江浦区项目攻坚暨优化营商环境大会召开,会上提到,伏图拉项目一期已经全面竣工。据悉,在清江浦区投资建设的伏图拉N型电池片淮安基地项目是意大利伏图拉新能源集团布局光伏垂直一体化产能的重要开端,项目计划总投资50亿元,计划分两期建设,建成
自获得国家重点研发计划立项批复后,东方日升全球光伏研究院(以下简称“研究院”)积极推动HJT+技术的创新发展。2月16日,经国家太阳能光伏产品质量检验检测中心权威认证,研究院研发的钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳能电池成功实现了30.99%的转化效率。这一突破不仅彰显了研究院深厚的技术积淀和卓越的创
近期,印度光伏制造商WaareeEnergiesLimited宣布,其位于印度古吉拉特邦Navsari区Chikli的Degam村的1.4GW太阳能电池工厂正式投产。该工厂包含三条PERC电池生产线,每条年产能467MW,最大可生产210mm×210mm规格的电池片,日均产能达448,800片,核心设备使用寿命为5年。根据Waaree今年早些时候曾宣布,
2月4日,商务部、海关总署公布对钨、碲、铋、钼、铟相关物项实施出口管制的决定,包括碲,碲是生产碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池所需的原材料。原文如下:根据《中华人民共和国出口管制法》《中华人民共和国对外贸易法》《中华人民共和国海关法》《中华人民共和国两用物项出口管制条例》有关规定,为维
北极星储能网获悉,3月10日,华润曹妃甸石化产业基地绿色低碳能源光伏发电项目(二、三期)70MW(140MWh)储能EPC工程总承包工程中标候选人公示。第一中标候选人为中车株洲电力机车研究所有限公司、中铁二院工程集团有限责任公司联合体,投标报价8511.199952万元,折合单价0.608元/Wh;第二中标候选人为
近日,中国人民银行西藏自治区分行成功发放首笔碳减排支持工具0.6亿元,支持西藏银行向那曲市比如县50MW光伏储能项目投放资金1亿元,该项目带动的年度碳减排量为2.14万吨二氧化碳当量。记者了解到,“碳减排支持工具”推出后,中国人民银行西藏自治区分行积极安排部署,强化政策传导,及时印发《西藏地
北极星储能网获悉,3月7日晚间,特变电工发布公告,披露了其在新疆准东地区投资建设新能源电站项目的最新进展情况。公告显示,公司通过旗下控股公司昌吉州盛裕新能源发电有限公司(以下简称“盛裕公司”)和昌吉州盛鼎新能源发电有限公司(以下简称“盛鼎公司”),分别推进准东1GW光伏及配套储能项目
北极星储能网获悉,3月6日,国家电投黑龙江大庆市林甸县20万千瓦草光互补光伏复合项目配套储能系统设备采购项目招标中标候选人公示,储能系统采购规模为20MW/40MWh。第一中标候选人为特变电工新疆新能源股份有限公司,投标报价2140万元,折合单价0.535元/Wh;第二中标候选人为远景能源有限公司,投标报
3月1日,中国能建葛洲坝电力公司EPC总承包建设的老挝首个光伏+储能项目——甘蒙色邦菲50MW光伏发电(一期)商业投产仪式在老挝首都万象举行,标志着项目进入实质性运营新阶段,老挝总理宋赛·西潘敦见证这一重要时刻。老挝甘蒙色邦菲光伏项目位于甘蒙省塔克县和色邦菲县,是“一带一路”的重点工程,也是
2月28日,青海湖边最大的光伏项目——青海海北公司扎苏合一期16.7万千瓦光伏项目并网发电,有效助力青海省打造国家清洁能源产业高地。项目位于青海省海北藏族自治州刚察县,距青海湖约3千米,平均海拔3300米,是青海湖边最大的光伏项目。该项目分两期建设,其中扎苏合一期光伏项目装机容量为16.71万千
北极星储能网获悉,2月28日,新疆天龙矿业分布式光伏项目(一期、二期、三期)储能设备采购项目中标候选人公示。项目招标人为新疆天龙矿业股份有限公司。本项目分为三期,分别为新疆天龙矿业分布式光伏项目(一期7.21854MWp)储能系统设备采购、新疆天龙矿业分布式光伏项目(二期7.24878MWp)储能系统
2月28日,国能江西新能源产业有限公司发布江西公司新能源公司新建公司松湖200MW渔光互补光伏(二期)配套储能项目储能设备物资公开招标项目招标公告,本项目拟利用江西公司新能源公司松湖200MW渔光互补光伏项目升压站西侧地块,建设光伏项目配套储能设施。本项目建设规模为光伏容量20%/3h配置储能,即20M
2月20日,四川省发展和改革委员会等部门关于印发《四川省新型储能电站安全管理工作导则(暂行)》的通知。原文如下:四川省发展和改革委员会等部门关于印发《四川省新型储能电站安全管理工作导则(暂行)》的通知(川发改能源〔2025〕63号)各市(州)发展改革委、能源主管部门、运行主管部门,有关企
2月26日,以“光储领航聚势而昇”为主题的东方日升山东区域推广会在泉城济南成功落下帷幕。此次会议吸引了来自全国各地的光伏与储能行业精英,共同聚焦东方日升最新推出的光储解决方案,见证行业发展新动向。会上,多家行业核心客户与东方日升签订了合作协议,携手挖掘光储市场的巨大潜力,为行业发展
北极星储能网获悉,2月25日,广州储能集团有限公司发布广州发展惠东梁化80MW农业光伏配储项目储能系统设备采购招标公告,项目位于广东省惠州市惠东县梁化镇,本次招标储能系统总容量为16MW/32MWh,采用直流1500V储能系统设计方案,采用户外预制舱布置,投标人应根据各个项目的设计布置及配置容量优化调
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!