2013年世界科技發展回顧：能源環保篇

　　美 國

　　最大載人太陽能飛機橫穿美國，太陽能電池光電轉化率攀高，低溫制造晶體硅，研制可拉伸或折疊電池，新催化劑讓制氫過程排放近零。

　　5月3日，世界最大載人太陽能飛機“太陽驅動”號從舊金山升空后于7月6日抵達紐約，完成橫穿美國飛行。

　　6月，萊斯大學和賓夕法尼亞州立大學研制出一款基于大塊共聚物的太陽能電池，光電轉化率為 3%。科學家發現以鈣鈦礦為原料的太陽能電池光電轉化效率可達50%，是目前市場上同類電池的兩倍。能源部太平洋西北國家實驗室首次采用較低廉的金屬如鎳和鐵為催化劑，快速分割氫達每秒兩個分子，接近商業催化劑效率。

　　斯坦福大學使用自然界中“產電菌”分解污水中廢物時充當小型高效發電廠，提取水中存有約30% 能量。密歇根大學研究人員開發出以液體金屬取代水溶劑、硅取代糖溶質的一種低溫制造晶體硅新途徑。橡樹嶺國家實驗室通過對鋰硫代磷酸鹽處理，首次成功為較高能量密度的鋰離子電池開發出高性能納米結構固體電解質。

　　西北大學和伊利諾伊大學合作首次研制成功可拉伸的鋰離子電池，功率和電壓與同尺寸傳統鋰離子電池無異，而其柔韌特性能夠拉伸至原有尺寸的3倍，且不影響自身功能及運行。亞利桑那大學開發出可多次對折的紙基鋰離子電池，變更小后表面能量密度和電容可增14倍。俄亥俄州大學研究人員在燃料中加入氧化金屬微粒成功使煤釋放熱量，并可捕獲過程中99%的二氧化碳。

　　德州大學研究人員借助氧化銅納米棒和陽光用二氧化碳生產液態甲醇，電化學效率達95%，還避免了出現過電壓現象。

　　研究人員發現黑碳致暖效應約是頭號溫室氣體二氧化碳的三分之二。

　　杜克大學使用金和氧化鐵納米粒子組合的新催化劑，產生氫氣時可將一氧化碳濃度降低近零。威斯康辛大學麥迪遜分校研制出一種新的二硫化鉬結構，可充當水制氫反應中的快速催化劑。

　　英 國

　　太陽能電池研究有新成果，生物能源研究與應用并進;通過大腸桿菌生成柴油，海上風能開發又進一步。

　　6月，格拉斯哥大學科學家首次觀察到光合作用中能量轉化的量子機制，模擬該機制可設計出能量轉化效率更高的太陽能電池;8月，英美科學家研究發現，讓有機太陽能電池內的電子采用特定的方式“自旋”，可縮小有機太陽能電池和硅基太陽能電池在轉化效率方面的差異;11月，研究人員發現音樂所產生的聲波震動會提升氧化鋅基太陽能電池的性能，對開發新型低成本的打印型太陽能電池具有重要意義。

　　5月，埃克塞特大學研究人員通過大腸桿菌(E.coli)特別菌株生成柴油，所產柴油可為現有基礎設施所用;5月，英國第一家Bio-LNG(生物液化天然氣)汽車加氣站開業運營;10月，英國最大的生物煉油廠總投資3.5億英鎊的Vivergo 乙醇工廠在赫爾運行，年產生物乙醇4.2億升。

　　7月，目前全球最大海上風電場——“倫敦陣列”海上風電場正式運營，裝機總容量達630兆瓦。

　　俄羅斯

　　將制定環境安全戰略，監控森林狀況的衛星數量將增，將加大在北極地區開拓和保護資源步伐。

　　11月，總統普京在國家安全委員會會議上表示，必須制定并通過俄羅斯環境安全戰略，包含對該領域的境內外威脅的評估及安全臨界指數。

　　8月，俄羅斯聯邦林業署副署長安德烈·日林表示，2015年之前監控俄羅斯森林狀況的衛星數量將增至15顆，以提高對火源和非法砍伐林木情況的探測速度。到2020年，地球遙感衛星群將由26顆衛星組成，其中由全俄機電研究所研制的“老人”遙感衛星，被用于及時提供氣象信息，以及監控緊急情況、繪圖和尋找火源等。

　　9月，普京表示，俄羅斯正在北極地區積極尋找和開發新的天然氣、石油和其他礦物、原料資源產地，建設新的大型交通和能源設施，復興北海航線。

　　德 國

　　電池技術有突破，氫能和超導等均取得進展，檢測到南極臭氧層空洞在縮小，高效消除水中藥物殘留。

　　德累斯頓大學等實現有機太陽能電池效率12%，打破曾創10.7%的世界紀錄。吉森大學等科研人員用金屬鈉取代最常用的金屬鋰作電極材料，研制出“鈉—空氣電池”。弗勞恩霍夫材料與光束技術研究所開發出新型鋰—硫電池，充電循環次數擴大到1400次。弗勞恩霍夫太陽能系統研究所開發出一種高效電動汽車感應充電系統，功率達22千瓦。

　　亥姆霍茲柏林材料與能源中心利用具有金屬氧化物層的硅薄膜電池，研發出一種低廉的太陽能電解水制氫方法。萊布尼茲催化劑研究所利用一種釕復合體作為催化劑，在常壓和60攝氏度到90攝氏度下取得最佳制氫效果。波鴻魯爾大學光生物技術研究所通過半化學合成的手段，制備出具有生物活性氫化酶。

　　8月26日，位于北海、發電功率達400兆瓦的德國最大海上風力發電園 BARD Offshore 1啟用。卡爾斯魯爾技術研究院(KIT)參與歐盟新項目SUPRAPOWER，建造旋轉式低溫恒溫器，利用超導體發展風能。由KIT負責開發、在埃森鋪設的世界上最長的高溫超導陶瓷電纜，輸電電壓為10千伏、功率達40兆瓦。

　　阿爾弗雷德·韋格納極地與海洋研究所經常年監測發現，南極臭氧層空洞在縮小。耶拿大學的生態學家提出保護南極的管理策略，以減輕因人類考察活動等給南極造成的環境污染。

　　亥姆霍茲萊比錫環境研究中心通過將直接照射紫外光與使用一種基于二氧化鈦光觸媒的光催化相結合，研發出高效處理廢水藥物殘留方法。此外，發現兩種細菌可把碳氫化合物轉換成脂肪酸以構建自己的細胞膜，可解決漏油污染。

　　研究人員將火力發電廠煙道氣中的二氧化碳作為生產聚胺脂材料的主要原料。此外，馬爾堡大學通過電場梯度的作用，使流經微通道分支的海水分流成鹽水和淡水。

　　法 國

　　探究稀有物種在生態系統中的作用，繪制三維數字國土地圖，特質高壓鍋制氫，設計硼氮納米管將滲透能轉為電能，企業間加大節能環保合作。

　　法國國家科學研究中心研究人員通過對高山草地、珊瑚礁和雨林等研究，探究稀有物種在生態系統中的作用。

　　法國地質礦業研究局著手繪制法國三維數字國土地圖，內容將涵蓋該國及海外省的地表及地下三維地質構造、地熱和地下水等信息。

　　里昂科學家開發出一種特質高壓鍋，利用氧化鋁作為催化劑，將水和橄欖石混合在一起，在200攝氏度到300攝氏度高溫和2000帕的高壓下制得氫氣。

　　國家科研中心研究人員設計出一種可將滲透能轉換為電能的硼氮納米管，發電功率比當前技術高千倍。

　　威立雅環境與道達爾在諾曼底合作建成新型廢棄潤滑油回收廠，通過真空蒸餾等復雜工藝，每年可將廢棄的12萬噸油制成高端發動機潤滑油。道達爾、空中客車、法國航空公司和賽峰集團在第50屆巴黎航展上聯合組織使用生物燃料的試飛活動。 Fonroche公司投資8000萬歐元，預計在2016年建成一座裝機容量為5MW(兆瓦)供電、15MW供熱的熱電聯產深層地熱能發電站。

　　加拿大

　　燃料電池研究取得新進展，推動航空替代燃料研究，在北極建設“采礦創新中心”，投資“零碳足跡”綠色燃料生產新工藝，推出“工業生物材料計劃”。

　　5月，卡爾加里大學研究人員使用類似鐵銹的普通金屬作為電解劑，將水轉化為氫氣和氧氣，效率達70%和90%，而成本比傳統方式降低1000倍。

　　加拿大航空公司與空中客車、加拿大生物燃料網絡宣布將在可持續航空替代燃料的研究和生產方面展開合作。

　　8月，政府宣布，投資增建一所“采礦創新中心”，為北部的礦業勘探與開發培養所需要的專業人才。

　　9月，政府宣布，將投資大西洋氫能公司，開發可經濟有效地把二氧化碳和甲烷變成新一代綠色燃料的新工藝。

　　11月，加拿大國家研究理事會宣布推出“工業生物材料計劃”，將在未來5年投入5500萬加元，旨在幫助創建更節油的車輛和更環保建筑材料。

　　日 本

　　建成固定式試驗型海上風力發電裝置，開展有機類太陽能電池在實用環境下的試驗，開發出可在海中長期實用的小型燃料電池系統。

　　新能源產業技術綜合開發機構與東京電力公司共同在距千葉縣海岸約3公里的近海海域建設了一臺試驗型海上風力發電裝置。該裝置的基礎部分固定在海底，輸出功率為2400千瓦。以往日本已經建成浮動式試驗型海上風力發電裝置，而固定式對于日本來說還是首次建設。

　　新能源產業技術綜合開發機構聯合日本國內各太陽能電池制造商，開展實際使用環境下有機類太陽能電池的驗證試驗。有機類太陽能電池被視為下一代太陽能發電系統的主力，其光吸收層(光電轉換層)使用的是有機化合物，目前已開發的有機類太陽能電池主要有色素增感太陽能電池、有機薄膜太陽能電池等等，而此次試驗的重點是提高此類電池的發電量與耐久性等重要性能。

　　海洋研究開發機構的研究人員通過解析格陵蘭海域附近的觀測數據預測，2015年以后的數年時間里，北半球可能會進入寒冷化。上世紀80年代以后北半球曾進入溫暖化階段，而此次的研究顯示今后可能會出現氣候的逆轉狀況。

　　海洋研究開發機構與三菱重工業公司聯合開發出一種可在海中長時間使用的、采用新型氣體循環構造的小型燃料電池系統。該系統可作為設置在海底的觀測儀器以及海洋探測器的電源，用于進行長期的海洋觀測和調查。

　　日本氣象廳的研究人員發現，地球大氣中的主要溫室氣體(二氧化碳、甲烷、一氧化二氮)的平均濃度在去年達到了有記錄以來的最高值。

　　韓 國

　　電動汽車應用取得進展，政府大力調整核能發展政策，加強核電站安全管理。

　　3月，韓國現代汽車在蔚山工廠開始量產途勝ix氫燃料電池電動車，以氫氧反應過程中產生的能量為動力行駛。該電動車一次充電可行駛594公里，是普通電動車行駛里程的5至6倍。

　　5月，首爾市正式投入使用一種智能化無人服務系統，用戶可通過網絡或手機進行預約。首爾市在57個租車點共備有184輛電動汽車，每輛車可以替代4輛到10輛普通汽車。

　　11月，韓國安全行政部公布核能安全管理體系改革方案：2014年將對核電站主要部件消磨情況進行預測和及時維護;防止核輻射災害訓練周期從4到5年縮短至1到2年;韓國水力核能公司將通過自動系統及時向公眾通報電站故障。

　　以色列

　　生物能源研究取得進展，首屆可替代能源總理獎頒發，發起國家“能源選擇計劃”。

　　以色列本古里安大學的研究人員使用成熟的技術，將綠色飼料轉化為液體燃料，并可直接將其通過現有的加油站注入汽車。

　　11月12日，美國南加州大學喬治A.奧拉教授和G.K.蘇耶·普拉卡西教授因在甲醇經濟研究領域的杰出貢獻，獲得第一屆以色列總理獎。

　　以色列總理于2011年發起的“能源選擇計劃”，旨在擺脫對石油的依賴，實現能源獨立，今年召開了以色列國際能源峰會，同時啟動了甲醇項目。