研究,廉价高效光催化剂开发,广谱范围吸光电极开发。如美欧研究团队利用超短 Ⅹ射线脉冲首次获得室温下光合系统Ⅱ中放氧复合体分子结构的微晶体解析图像, 奠定研究光合反应中间体形成过程的基础;瑞典皇家理工学院硏制出钌基光分解水 分子催化剂,每秒进行300次光合作用,创造人工光合作用新纪录。 风能资源分布范围广、能量密度相对较低且具有一定的不稳定性,涉及到的基 础研究对象包括风能资源评估硏究、风电机组硏究、风电并网研究以及近海风电研 究等。目前集中在更大单机功率的海上风力涡轮机的研发,重点是轻型高强度、高 疲劳寿命片层叶片材料和风机支撑结构,浮体式系统是较热门的研究方向,如日本 在3月份实施了浮体式海上风电场实证研究项目,而英国和美国在4月份启动了大 型浮体式风电机组合作开发计划。此外,创新结构的风力涡轮机设计也受到重视, 如美国桑迪亚国家实验室开展了近海风电应用的新型垂直轴风力涡轮机研究,着力 解决弯曲叶片、转子设计和气动制动系统挑战;挪威 Sway Turbine公司10月份发布 的10MW海上风力涡轮机设计,最大特点是如同自行车车轮式的轮辐式直驱永磁发 电机置于风机的中心,直接将叶片、叶片支撑结构和发电机耦合起来,使得在保证 结构强度的同时设备更轻,性能也得以提高。 核能是能量密度最高的能源类型,并且可以大规模提供无CO排放的电力,其 科技发展旨在解决核安全与监管、燃料循环利用与废料处置、水堆高参数发展、能 的梯级利用等关键问题。2011年日本福岛核事故之后,核能安全性研究成为全球核 能业界的重点,集中在提高核反应堆严重事故防御能力和固有安全性能方面,包括 开发更加完备的风险评估方法、先进的仪控技术、非能动安全系统、以及严重事故 应急设备等。同时以小型模块式反应堆为代表的先进核能技术也受到了重视,以增 强公众对核能和平利用的信心和可接受程度。美国能源部在3月份提出了投资4.5 亿美元资助小型模块式反应堆设计开发,旨在2022年实现商业化。 作为新一代能量转换装置,燃料电池在交通运输、分布式发电等领域具有广阔 的应用前景,目前的研究热点集中在:(1)高效固体氧化物燃料电池(SOFC)联 合循环发电系统开发。如三菱重工在6月开展SOFC、燃气轮机、蒸汽轮机组成的 燃料电池联合循环发电系统基础技术硏究,旨在实现70%以上的发电效率。(2)开 发低成本小型SOFC高活性电极材料。如美国西北太平洋国家实验室结合微通道换 热、外部蒸汽重整和燃料循环技术开发了效率髙达57%的小型SOFC系统:哈佛大 学采用低温运行和使用铂和纳米结构氧化钒双层阳极,研发小型超薄SOFC,既可 发电,也可存储电化学能量。(3)揭示高效非贵金属催化剂反应机制,开发碳纳米 管和石墨烯等有机催化剂材料。如加州理工学院通过添加一组钴配位体,利用核磁 共振光谱观察到形成三价钴氢化物这一关键的化学中间体,明确了钻催化剂分子工 作机制,为开发更好的催化剂奠定了基础;瑞典Umea大学开发基于氮掺杂碳纳米 33 研究，廉价高效光催化剂开发，广谱范围吸光电极开发。如美欧研究团队利用超短 X 射线脉冲首次获得室温下光合系统 II 中放氧复合体分子结构的微晶体解析图像， 奠定研究光合反应中间体形成过程的基础；瑞典皇家理工学院研制出钌基光分解水 分子催化剂，每秒进行 300 次光合作用，创造人工光合作用新纪录。 风能资源分布范围广、能量密度相对较低且具有一定的不稳定性，涉及到的基 础研究对象包括风能资源评估研究、风电机组研究、风电并网研究以及近海风电研 究等。目前集中在更大单机功率的海上风力涡轮机的研发，重点是轻型高强度、高 疲劳寿命片层叶片材料和风机支撑结构，浮体式系统是较热门的研究方向，如日本 在 3 月份实施了浮体式海上风电场实证研究项目，而英国和美国在 4 月份启动了大 型浮体式风电机组合作开发计划。此外，创新结构的风力涡轮机设计也受到重视， 如美国桑迪亚国家实验室开展了近海风电应用的新型垂直轴风力涡轮机研究，着力 解决弯曲叶片、转子设计和气动制动系统挑战；挪威 Sway Turbine 公司 10 月份发布 的 10 MW 海上风力涡轮机设计，最大特点是如同自行车车轮式的轮辐式直驱永磁发 电机置于风机的中心，直接将叶片、叶片支撑结构和发电机耦合起来，使得在保证 结构强度的同时设备更轻，性能也得以提高。 核能是能量密度最高的能源类型，并且可以大规模提供无 CO2 排放的电力，其 科技发展旨在解决核安全与监管、燃料循环利用与废料处置、水堆高参数发展、能 的梯级利用等关键问题。2011 年日本福岛核事故之后，核能安全性研究成为全球核 能业界的重点，集中在提高核反应堆严重事故防御能力和固有安全性能方面，包括 开发更加完备的风险评估方法、先进的仪控技术、非能动安全系统、以及严重事故 应急设备等。同时以小型模块式反应堆为代表的先进核能技术也受到了重视，以增 强公众对核能和平利用的信心和可接受程度。美国能源部在 3 月份提出了投资 4.5 亿美元资助小型模块式反应堆设计开发，旨在 2022 年实现商业化。 作为新一代能量转换装置，燃料电池在交通运输、分布式发电等领域具有广阔 的应用前景，目前的研究热点集中在：（1）高效固体氧化物燃料电池（SOFC）联 合循环发电系统开发。如三菱重工在 6 月开展 SOFC、燃气轮机、蒸汽轮机组成的 燃料电池联合循环发电系统基础技术研究，旨在实现 70%以上的发电效率。（2）开 发低成本小型 SOFC 高活性电极材料。如美国西北太平洋国家实验室结合微通道换 热、外部蒸汽重整和燃料循环技术开发了效率高达 57%的小型 SOFC 系统；哈佛大 学采用低温运行和使用铂和纳米结构氧化钒双层阳极，研发小型超薄 SOFC，既可 发电，也可存储电化学能量。（3）揭示高效非贵金属催化剂反应机制，开发碳纳米 管和石墨烯等有机催化剂材料。如加州理工学院通过添加一组钴配位体，利用核磁 共振光谱观察到形成三价钴氢化物这一关键的化学中间体，明确了钴催化剂分子工 作机制，为开发更好的催化剂奠定了基础；瑞典 Umeå 大学开发基于氮掺杂碳纳米