位于法國南部的跨國項目國際熱核聚變實驗堆（ITER）是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項目之一。2019年7月，這一全球最大的核聚變反應(yīng)堆項目實現(xiàn)低溫恒溫器成功交付，進(jìn)入安裝狀態(tài)。目前，35個國家正在通力合作ITER。ITER裝置主機最重要部分之一的PF6線圈，由中科院合肥研究院等離子體所承擔(dān)研制并于近日正式交付，為ITER計劃2025年第一次等離子體放電的重大工程節(jié)點奠定了重要基礎(chǔ)。

（四）高性能儲能電池獲得重大突破

1.電池儲能系統(tǒng)提供無功功率服務(wù)

隨著越來越多的間歇性可再生能源并入電網(wǎng)，對電壓精確平衡的需求促使英國電力系統(tǒng)運營商National Grid不斷探索各種無功功率解決方案。英國儲能開發(fā)商Zenobe Energy部署的電池儲能系統(tǒng)通過National Grid為英國配電網(wǎng)絡(luò)運營商（DNO）和英國電力網(wǎng)絡(luò)（UKPN）提供這些服務(wù)。Zenobe Energy公司在英格蘭蘇塞克斯郡King Barn部署了一個裝機容量為10兆瓦的電池儲能系統(tǒng)。該儲能項目由National Grid運營，主要為電網(wǎng)提供無功功率服務(wù)，以緩解容量挑戰(zhàn)。預(yù)計到2050年可以為消費者節(jié)省4億英鎊以上的電力費用，同時增加4吉瓦的裝機容量。

2.有機空氣電池提高可再生能源供應(yīng)穩(wěn)定性

金屬（如鉀、鈉、鋰等）空氣電池是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ母弑热萘侩姵丶夹g(shù)，其理論能量密度上限可達(dá)11000瓦時/千克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的鋰離子電池，因此得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛關(guān)注。然而，由于存在金屬枝晶、空氣電極孔道堵塞等問題，導(dǎo)致該類電池安全性和循環(huán)壽命不佳，限制了該類電池的實際應(yīng)用。香港中文大學(xué)研究團(tuán)隊設(shè)計制備了鉀聯(lián)苯（Potassium Biphenyl）復(fù)合有機物，并將其作為負(fù)極取代傳統(tǒng)的金屬負(fù)極，與空氣電極組成新型的有機空氣電池，有效地解決了金屬—空氣電池由來已久的金屬電極枝晶生長和循環(huán)壽命短的問題，從而獲得了高安全、高倍率和長壽命的空氣電池，在4毫安/平方厘米高放電電流密度下實現(xiàn)長達(dá)3000余次的穩(wěn)定循環(huán)，平均庫倫效率高達(dá)99.84%，為空氣電池開辟全新技術(shù)發(fā)展路徑。有機空氣電池最適合應(yīng)用于大型電廠能源儲存，如風(fēng)電或太陽能，亦可用于火力發(fā)電廠調(diào)頻，家用太陽能電板也有機會使用到。

3.設(shè)計研發(fā)高性能負(fù)極材料全固態(tài)電池

以金屬鋰作負(fù)極的全固態(tài)鋰金屬電池在理論能量密度和安全性上都遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)鋰離子電池。然而，鋰負(fù)極不受控的枝晶生長以及低庫倫效率嚴(yán)重制約了鋰負(fù)極全固態(tài)鋰金屬電池的實用化發(fā)展。因此，開發(fā)高性能負(fù)極材料成為了全固態(tài)電池研究領(lǐng)域熱點。三星技術(shù)研究院（SAIT）和日本三星研究院（SRJ）設(shè)計開發(fā)了一種獨特的銀—碳（Ag-C）復(fù)合負(fù)極，替代鋰（Li）金屬負(fù)極，結(jié)合硫銀鍺礦（Argyrodite）型固態(tài)電解質(zhì)制備了軟包的全固態(tài)電池，獲得了高達(dá)942瓦時/千克的能量密度和99.8%的平均庫倫效率。銀—碳電極有效調(diào)節(jié)金屬鋰的沉積—剝離過程，避免枝晶形成，顯著提升了電池壽命，且能夠保持穩(wěn)定循環(huán)超過1000余次，在電動汽車等高比能儲能應(yīng)用領(lǐng)域具備廣闊應(yīng)用前景。研究人員還測試各種不同高溫下電池穩(wěn)定性，結(jié)果顯示電池表現(xiàn)出良好耐高溫特性，且該電池體積僅為同樣容量傳統(tǒng)鋰離子電池一半。

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