元素百科为您介绍中科院宁波材料所用石墨烯研制千瓦级铝空气电池。日前，中科院宁波材料所成功研制出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝空气电池发电系统，该电池系统能量密度高达510Wh/kg、容量20kWh、输出功率1000W。 为了满足不断发展的智能电网、移动通讯、电动汽车和应急救灾的需要，迫切需要开发能量高、成本低、体积小、寿命长的新型化学电源。传统通讯基站一般采用大容量铅酸蓄电池配合柴油发电机作为备用电源系统，目前在用铅酸蓄电池高达1000多万组，体积和质量均较大，使用寿命较短。金属空气电池是一种将金属材料的化学能直接转化为电能的化学电源。金属空气电池具有比能量密度高、储存时间久、备用时间长及适配温度范围宽等优点，是替代通讯基站铅酸备用电源的优异备选。此外，金属空气电池能量密度高达800Wh/kg，是当前商业化锂离子动力电池的4倍以上，在电动汽车增程器应用方面也同样具有诱人的市场前景。然而，金属空气电池产业发展仍然面临诸多技术瓶颈，影响了其应用推广。自2013年，宁波材料所动力锂电池工程实验室部署了金属空气电池研究，研究团队在石墨烯复合催化剂、新结构空气阴极、金属阳极合金化、单电池制备工艺等多方面取得了一系列进展，其中采用石墨烯复合锰基氧化物催化剂以及新型石墨烯基高效空气阴极将单体电池功率密度提高了25%，大幅度提升金属空气电池综合性能。研究团队在电池设计及系统集成技术方面也进行了深入研究。在2015年成功研制出能量密度400Wh/kg、容量3kWh、输出功率300W的镁空气电池发电系统。通过实际演示显示，最新研制的电池系统可同时为一台电视机、一台电脑、一台电风扇以及10个60W照明灯泡供电。据悉，研究团队正在积极设计开发用于通讯基站备用电源和电动汽车增程器的5kW级大功率铝空气电池系统。目前，该研究团队已具备了关键材料与部件、单体电池、模块化电池堆的小试制备能力，将在近期内推动金属空气电池产业化。

元素百科为您介绍二氧化碳直接制液体燃料研究获重大突破。中科院低碳转化科学与工程重点实验室暨上海高研院-上海科技大学低碳能源联合实验室在二氧化碳利用领域取得重大进展，创造性地采用氧化铟/分子筛（In2O3/HZSM-5）双功能催化剂，，实现了二氧化碳加氢一步转化，得到清洁汽油的选择性高达近80%，是目前国际上这一领域最高的。 “人工碳循环”概念该成果的概念可以追溯到著名诺贝尔化学奖获得者Olah提出的“人工碳循环”——借助替代能源将CO2直接转化为液体燃料可使得整个碳循环更加有效。二氧化碳是最主要的温室气体，全球各大经济体共同正面临严峻的减排压力，中国也不例外。同时，二氧化碳也是一种自然界大量存在的“碳源”化合物，若能借助科技手段“化废为宝”，不仅能缓解碳排放带来的环境问题，还将成为非常理想的能源补充形式。目前国际上的研究主要集中在将二氧化碳转化为甲醇、甲烷和一氧化碳等简单小分子化合物的合成。中科院低碳转化科学与工程重点实验室的团队却不满足于此，“将二氧化碳直接合成高碳烃类化合物的研究较少，却更有价值。”该实验室副主任钟良枢说。二氧化碳转化领域大突破他们从催化剂体系中找到了突破口。针对现有催化剂效率不高而且稳定性不好的弊端，孙予罕、钟良枢和高鹏团队成功地设计出了金属氧化物/分子筛双功能催化剂，在二氧化碳高选择性（近80%）转化为高碳烃方面取得突破。“我们先利用氧化铟来活化二氧化碳并进行选择性加氢，再通过中间体传递至分子筛笼中，发生偶联反应得到汽油烃类组分。”钟良枢向记者介绍了双功能催化剂一步转化成液体燃料的关键步骤。同时，研发团队完成了催化剂制备放大并得到高机械强度的工业尺寸颗粒催化剂，在工业条件下该催化剂体系具备了示范应用的条件。该工作得到了审稿人的高度评价，被认为是二氧化碳转化领域的一大突破，为二氧化碳转化为化学品及燃料提供了重要的平台。多年来，中科院低碳转化科学与工程重点实验室在二氧化碳高效活化转化领域做了大量的研究工作并取得了系列研究成果。2016年，该实验室在《自然》杂志上发表合成气直接制烯烃的研究成果，并入选了上海市2016年十大科技事件。

元素百科为您介绍透明可拉伸的仿皮肤式摩擦纳米发电机研制成功。近年来，随着柔性晶体管/集成电路、可拉伸光电器件、可折叠显示屏和电子皮肤等各种革命性功能产品的大量涌现，柔性/可拉伸电子产品取得了飞速的发展。这些产品对其供能设备则提出了更高的要求，希望其具有相当的柔韧性和可拉伸性。然而，鲜有能源器件可以同时实现柔韧性、高透明度和可拉伸性。另外，市场不断增长的可穿戴电子产品和植入式电子产品，要求其供能设备除柔韧性和可拉伸性之外，也需要同时具有良好的生物兼容性。 常规的电磁式发电机很难实现可拉伸性，而近来快速发展的摩擦纳米发电机（TENG）则可满足柔性电子设备的上述需求。近来报道的可拉伸摩擦纳米发电机主要是采用碳纳米管，石墨烯，银纳米线等导电网络增强的弹性体聚合物。但是，这种材料的可拉伸性有限、且难以实现高透光度。相比之下，由亲水聚合物网络与水或离子水溶液构成的水凝胶可同时实现透明、柔软、生物相容性、和可拉伸性能，是开发柔性摩擦纳米发电机的理想材料。在中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士和胡卫国研究员的共同指导下，北京纳米能源与系统研究所蒲雄等研究人员，将弹性体和离子水凝胶相结合，研制出了一种全新的仿皮肤式纳米摩擦发电机（STENG），该器件首次实现兼具高透明度（平均透光率，可见光96.2％）和超高可拉伸性（单轴应变，1160％），同时能够实现生物机械能收集、触觉感知等功能。该工作为透明、可拉伸能源设备和柔性电子皮肤的研究提供了一个全新的视角。此STENG能够产生高达145伏的开路电压，瞬时功率密度为35毫瓦/每平方米。STENG具有广阔的市场前景，由于材料选用的是生物兼容性好的水凝胶，它可以直接粘附在人体的皮肤上，驱动许多可穿戴电子产品，如LED、电子手表等。该研究首次提出了一种具有超高可拉伸性和透明度的STENG，由于透明度高不会干扰光学信息的传递，同时兼具能量收集和触摸感知，因此在智能人造皮肤，自驱动软体机器人，柔性显示屏和可穿戴电子设备中有潜在的应用价值。