位于法國(guó)南部的跨國(guó)項(xiàng)目國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際科研合作項(xiàng)目之一。2019年7月，這一全球最大的核聚變反應(yīng)堆項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)低溫恒溫器成功交付，進(jìn)入安裝狀態(tài)。目前，35個(gè)國(guó)家正在通力合作ITER。ITER裝置主機(jī)最重要部分之一的PF6線圈，由中科院合肥研究院等離子體所承擔(dān)研制并于近日正式交付，為ITER計(jì)劃2025年第一次等離子體放電的重大工程節(jié)點(diǎn)奠定了重要基礎(chǔ)。

（四）高性能儲(chǔ)能電池獲得重大突破

1.電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提供無(wú)功功率服務(wù)

隨著越來(lái)越多的間歇性可再生能源并入電網(wǎng)，對(duì)電壓精確平衡的需求促使英國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商N(yùn)ational Grid不斷探索各種無(wú)功功率解決方案。英國(guó)儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)商Zenobe Energy部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)National Grid為英國(guó)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商（DNO）和英國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)（UKPN）提供這些服務(wù)。Zenobe Energy公司在英格蘭蘇塞克斯郡King Barn部署了一個(gè)裝機(jī)容量為10兆瓦的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。該儲(chǔ)能項(xiàng)目由National Grid運(yùn)營(yíng)，主要為電網(wǎng)提供無(wú)功功率服務(wù)，以緩解容量挑戰(zhàn)。預(yù)計(jì)到2050年可以為消費(fèi)者節(jié)省4億英鎊以上的電力費(fèi)用，同時(shí)增加4吉瓦的裝機(jī)容量。

2.有機(jī)空氣電池提高可再生能源供應(yīng)穩(wěn)定性

金屬（如鉀、鈉、鋰等）空氣電池是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ母弑热萘侩姵丶夹g(shù)，其理論能量密度上限可達(dá)11000瓦時(shí)/千克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的鋰離子電池，因此得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛關(guān)注。然而，由于存在金屬枝晶、空氣電極孔道堵塞等問(wèn)題，導(dǎo)致該類電池安全性和循環(huán)壽命不佳，限制了該類電池的實(shí)際應(yīng)用。香港中文大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了鉀聯(lián)苯（Potassium Biphenyl）復(fù)合有機(jī)物，并將其作為負(fù)極取代傳統(tǒng)的金屬負(fù)極，與空氣電極組成新型的有機(jī)空氣電池，有效地解決了金屬—空氣電池由來(lái)已久的金屬電極枝晶生長(zhǎng)和循環(huán)壽命短的問(wèn)題，從而獲得了高安全、高倍率和長(zhǎng)壽命的空氣電池，在4毫安/平方厘米高放電電流密度下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)3000余次的穩(wěn)定循環(huán)，平均庫(kù)倫效率高達(dá)99.84%，為空氣電池開(kāi)辟全新技術(shù)發(fā)展路徑。有機(jī)空氣電池最適合應(yīng)用于大型電廠能源儲(chǔ)存，如風(fēng)電或太陽(yáng)能，亦可用于火力發(fā)電廠調(diào)頻，家用太陽(yáng)能電板也有機(jī)會(huì)使用到。

3.設(shè)計(jì)研發(fā)高性能負(fù)極材料全固態(tài)電池

以金屬鋰作負(fù)極的全固態(tài)鋰金屬電池在理論能量密度和安全性上都遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)鋰離子電池。然而，鋰負(fù)極不受控的枝晶生長(zhǎng)以及低庫(kù)倫效率嚴(yán)重制約了鋰負(fù)極全固態(tài)鋰金屬電池的實(shí)用化發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)高性能負(fù)極材料成為了全固態(tài)電池研究領(lǐng)域熱點(diǎn)。三星技術(shù)研究院（SAIT）和日本三星研究院（SRJ）設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)特的銀—碳（Ag-C）復(fù)合負(fù)極，替代鋰（Li）金屬負(fù)極，結(jié)合硫銀鍺礦（Argyrodite）型固態(tài)電解質(zhì)制備了軟包的全固態(tài)電池，獲得了高達(dá)942瓦時(shí)/千克的能量密度和99.8%的平均庫(kù)倫效率。銀—碳電極有效調(diào)節(jié)金屬鋰的沉積—?jiǎng)冸x過(guò)程，避免枝晶形成，顯著提升了電池壽命，且能夠保持穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)1000余次，在電動(dòng)汽車等高比能儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域具備廣闊應(yīng)用前景。研究人員還測(cè)試各種不同高溫下電池穩(wěn)定性，結(jié)果顯示電池表現(xiàn)出良好耐高溫特性，且該電池體積僅為同樣容量傳統(tǒng)鋰離子電池一半。