中国科学院:2022国外零碳能原科支部署及进展.pdf

1.威斯康星大学麦迪逊分校发现氨转化为氮的新方法

2021年11月8日,美国威斯康星大学麦迪逊分校研究团队提出了一种基于氨和氮相互转化的氮能源经济。研究发现,将氨添加到含有类铂元素-钌的金属催化剂中会自发地产生氮气,意味着不需要增加额外能量就可以将氨转化为氮,这一过程也可以用来发电。如果该反应发生在一个燃料电池中,使氨和钌在电极表面反应,便可以产生清洁电力。研究团队表示,下一步将弄清楚如何设计相应的燃料电池,并以环境友好的方式创造制作电池所需的原始材料。

来源:Nature Chemistry.Spontaneous N₂Formation by a Diruthenium Complex EnablesElectrocatalytic and Aerobic Oxidation of Ammonia!

(秦冰雪)

2.多份研究报告阐述清洁氢能发展机遇和挑战

近期,美国能源部(DOE)以及多个智库相继发布报告,阐述了清洁氢能的基础科学问题以及未来趋势和挑战等,提出了促进氢能发展的针对性建议。

2021年10月14日,美国能源部发布《碳中和氢能技术的基础科学》报告,提出了绿氢基础科学四个优先研究方向,包括:发现和控制材料和化学过程以彻底革新电解制氢系统;操控氢的相互作用机制以充分发挥氢燃料潜力;阐明能源效率和原子效率相关的复杂界面结构、演化和化学问题;认识并缓解性能退化过程以提高氢能系统的耐用性。

2021年11月3日,世界氢能理事会与麦肯锡公司联合发布《氢能实现净零排放》报告指出,到2030年,全球对低碳氢的需求将增长50%,

电解槽容量需达到200~250吉瓦;到2050年氢能可为22%的终端能源需求提供最经济的脱碳方案,累计将减少800亿吨碳排放,氢能需求将

达6.6亿吨,需部署3~4太瓦电解槽。报告强调,尽管当前全球已宣布520多个大型氢能项目,直接投资达到1600亿美元,但到2030年需要增加4倍投资才能使世界走上净零轨道。

2021年11月18日,德国能源转型智库(Agora Energiewende)发布《关于氢能的12个观点》报告指出,氢能在助力气候中和方面的作用仅次于电气化,到2050年零碳氢或氢基燃料将占全球终端能源需求约1/5;绿氢应用需要制定工业、电力、航运和海运领域的针对性政策工具;应做好输配网络准备以应对氢能规模化应用;欧洲发展绿氢将面临社会接受度和成本挑战。

2021年11月30日,日本智库全球环境战略研究所(IGES)发布《氢能社会在亚洲成为现实的可行性评估》报告,从环境、经济和地缘政治三个维度评估了氢能促进亚洲清洁能源转型的可行性。分析表明,日、韩、印、中等国的氢能相关政策需要优先考虑绿氢;政府需制定财政激励措施以促进从灰氢和蓝氢向绿氢的过渡;需建设基础设施,为燃料、原材料和相关技术的进出口提供便利。此外,由日本领导的以互利合作创新为核心的区域合作框架也有助于促进在亚洲实现氢经济。

来源:U.S.Department of Energy.Foundational Science for Carbon-Neutral HydrogenTechnologies’;Hydrogen Council.Hydrogen for Net Zero²;Agora Energiewende.12 Insights onHydrogen²,IGES.Making Hydrogen Society a Reality in Asia:a Feasibility Assessmentt

(岳芳滕飞李岚春郭楷模)

3.华盛顿大学开发微生物电合成生物燃料新方法

2021年11月22日,美国华盛顿大学研究人员通过在正丁醇生物合

成途径引入无氧(厌氧)光能自养生物沼泽红假单胞菌TIE-1,实现了

在野生型TIE-1、缺乏固氮途径的突变体、以及缺乏乙酰辅酶A消耗(多羟基丁酸和糖原合成)途径的突变体中合成正丁醇,该反应过程仅使用可再生且天然丰富的二氧化碳、太阳能光伏发电和光能。该研究是使用太阳能电池板供电的微生物电合成生物燃料的首次尝试,研究表明沼泽红假单胞菌TIE-1可作为生产正丁醇的一种有吸引力的微生物类型。

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