4.層狀三元金屬氫化物電極提升柔性電容性能

隨著柔性可穿戴電子器件的快速發(fā)展，人們對柔性儲能器件的需求逐步增加。而柔性超級電容器（超容）作為一類便攜式能量儲存設備也受到了許多研究者的關(guān)注。然而，當前商用的柔性超容能量密度較低（小于10瓦時/千克）無法滿足高能量密度的實際需求，開發(fā)具有高容量、高充放電倍率性能的柔性電極材料極為重要。層狀金屬氫氧化物（LDH）具有雙電層電容和贗電容的儲能特性，是一類重要的超容電極材料，如鎳鈷層狀氫氧化物，但其在堿性環(huán)境中存在不穩(wěn)定性，亟需予以解決。新加坡國立大學課題組采用簡單的水熱法制備了一種鎳（Ni）、鈷（Co）、鋁（Al）三元金屬復合的層狀氫化物柔性超容電極材料，通過對Al元素含量的優(yōu)化調(diào)節(jié)，顯著提升了柔性非對稱超容的放電比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。該項研究制備了一種新型的三元金屬雙層氫化物柔性電極材料，通過Al元素的引入有效地改善了電極比電容和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而獲得了具有高比電容、高倍率性能和長循環(huán)壽命的柔性超容器件，電容器件經(jīng)過15000次循環(huán)后，容量僅衰減不到9%。為改善柔性可穿戴電子器件儲能提供了新的技術(shù)方案。

（五）氫能技術(shù)穩(wěn)步推進

1.全球首次實現(xiàn)遠洋氫運輸

由多家日本企業(yè)組成的新一代氫能鏈技術(shù)研究合作組（AHEAD）實現(xiàn)了全球首次遠洋氫氣運輸，從文萊向日本運輸了第一批氫氣，通過在川崎市沿海的東亞石油株式會社京濱煉油廠開始供應從甲基環(huán)己烷（MCH）中分離出來的氫氣，為水江發(fā)電廠的燃氣渦輪機提供燃料。不同于日本與澳大利亞開展的褐煤制氫—液氫輸運，AHEAD項目采用千代田公司的SPERA技術(shù)探索有機液態(tài)儲氫的商業(yè)化。相對于低溫液態(tài)儲氫的高能耗（25%左右）、易蒸發(fā)（0.5%～1%/日），有機液態(tài)儲氫具有性能穩(wěn)定、簡單安全以及可充分利用現(xiàn)有石化基礎設施等優(yōu)勢。但也存在著反應溫度較高、脫氫效率較低、催化劑易毒化等問題。該技術(shù)的核心是找到高效的催化劑。千代田公司利用甲基環(huán)己烷（MCH）作為載體，開發(fā)的催化劑“有效壽命”超過1年，并成功進行了10000小時的示范運行。

2.10兆瓦級可再生能源電力制氫廠投運

位于日本福島縣浪江町的10兆瓦級可再生能源電解水制氫示范廠（FH2R），是目前世界上最大的可再生能源制氫裝置。該設施于2020年3月7日開始運行，進行清潔廉價制氫技術(shù)的生產(chǎn)試驗。該設施在18萬平方米場地內(nèi)鋪設了20兆瓦太陽能發(fā)電裝置，接入10兆瓦電解水制氫裝置，設計生產(chǎn)能力每小時1200標準立方米氫氣。開始運行期間能夠年產(chǎn)200噸氫氣，生產(chǎn)過程中二氧化碳凈排放為零。生產(chǎn)的氫氣預計主要以壓縮罐車和氣瓶組的形式供應福島縣和東京都市場。氫產(chǎn)量和儲存量將根據(jù)對市場需求的判斷進行調(diào)整。氫產(chǎn)量還將適應電力系統(tǒng)負荷調(diào)整的需要進行調(diào)節(jié)，以滿足用電供需平衡的要求，最終不使用蓄電池而通過利用電能—氫能之間的轉(zhuǎn)化實現(xiàn)電網(wǎng)負荷調(diào)整達到供需平衡。具體實施中，東芝能源系統(tǒng)負責項目協(xié)調(diào)及氫能系統(tǒng)，東北電力負責電力系統(tǒng)及相關(guān)控制系統(tǒng)，巖谷產(chǎn)業(yè)負責氫的需求預測系統(tǒng)和氫的儲存、供給。