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(duì)柔性儲(chǔ)能器件的需求逐步增加。而柔性超級(jí)電容器（超容）作為一類便攜式能量?jī)?chǔ)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(shí)/千克）無法滿足高能量密度的實(shí)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(chǔ)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(guó)立大學(xué)課題組采用簡(jiǎn)單的水熱法制備了一種鎳（Ni）、鈷（Co）、鋁（Al）三元金屬?gòu)?fù)合的層狀氫化物柔性超容電極材料，通過對(duì)Al元素含量的優(yōu)化調(diào)節(jié)，顯著提升了柔性非對(duì)稱超容的放電比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。該項(xiàng)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(zhǎng)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?jī)H衰減不到9%。為改善柔性可穿戴電子器件儲(chǔ)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(shí)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(shí)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(huì)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(xiàng)目采用千代田公司的SPERA技術(shù)探索有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫的商業(yè)化。相對(duì)于低溫液態(tài)儲(chǔ)氫的高能耗（25%左右）、易蒸發(fā)（0.5%～1%/日），有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫具有性能穩(wěn)定、簡(jiǎn)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(shì)。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(shí)的示范運(yùn)行。

2.10兆瓦級(jí)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(jí)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(jià)制氫技術(shù)的生產(chǎn)試驗(yàn)。該設(shè)施在18萬平方米場(chǎng)地內(nèi)鋪設(shè)了20兆瓦太陽(yáng)能發(fā)電裝置，接入10兆瓦電解水制氫裝置，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力每小時(shí)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(jì)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(chǎng)。氫產(chǎn)量和儲(chǔ)存量將根據(jù)對(duì)市場(chǎng)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—?dú)淠苤�間的轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)整達(dá)到供需平衡。具體實(shí)施中，東芝能源系統(tǒng)負(fù)責(zé)項(xiàng)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(cè)系統(tǒng)和氫的儲(chǔ)存、供給。