中國科學(xué)院納米能源與系統(tǒng)研究所、美國佐治亞理工學(xué)院王中林教授課題組與重慶大學(xué)范興副教授課題組合作，成功將新型高分子纖維基太陽能電池與纖維摩擦納米發(fā)電機(jī)共同編織，形成了一種單層、輕質(zhì)、透氣、廉價(jià)的新型全固態(tài)智能可穿戴織物，研究成果發(fā)表于《自然-能源》。該織物不僅可以采集太陽光能，還可以同時(shí)將人體運(yùn)動導(dǎo)致的織物內(nèi)部纖維機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)化成電能，從而驅(qū)動隨身電子設(shè)備不間斷地工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一個(gè)長5厘米，寬4厘米的單層織物在戶外陽光以及機(jī)械運(yùn)動的共同驅(qū)動下，不僅可以給電子表，手機(jī)等設(shè)備提供持續(xù)電能，還可以驅(qū)動電解水等電化學(xué)反應(yīng)。由于該能源織物具有輕薄，柔軟，可穿戴，可折疊，透氣性好等優(yōu)良性質(zhì)，它將會用在穿戴電子、人體健康、能源，軍事等領(lǐng)域。

高溫太陽能熱化學(xué)循環(huán)制備燃料氣

中科院工程熱物理研究所分布式供能與可再生能源實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了一種通過利用化石燃料（例如甲烷）吸熱反應(yīng)來回收等溫法熱化學(xué)循環(huán)反應(yīng)器下游廢熱和未反應(yīng)氣體（例如水或者二氧化碳）的方法，并提出了基于甲烷重整的太陽能熱化學(xué)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，成果發(fā)表于《應(yīng)用熱工程》。等溫法氧化反應(yīng)后的混合氣體溫度能夠降低至600-850攝氏度，且混合氣體的熱值能夠提高。在等溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)器下游整合化石燃料能夠進(jìn)一步提高合成氣的產(chǎn)量和利用太陽能。在此基礎(chǔ)上，科研人員提出了基于甲烷重整的甲醇動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)單位質(zhì)量的甲醇需要的化石燃料消耗大約為22GJ/ton，比目前典型的工業(yè)生產(chǎn)過程的能耗低，最佳太陽能到甲醇的轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)44%以上。

金屬/碳化硅光催化有機(jī)合成

中科院山西煤炭化學(xué)研究所煤轉(zhuǎn)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭向云研究團(tuán)隊(duì)與美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校楊宏教授合作，采用能夠響應(yīng)可見光的立方型高比表面積碳化硅（SiC）為載體，利用金（Au）納米顆粒的表面等離子體共振效應(yīng)，設(shè)計(jì)出新型Au/SiC光催化體系，在室溫常壓和可見光照的條件下，成功實(shí)現(xiàn)ɑ，β-不飽和醛選擇性加氫生成ɑ，β-不飽和醇，相關(guān)工作發(fā)表于《美國化學(xué)會志》。ɑ，β-不飽和醇是藥物、香料及其它精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的重要原料和反應(yīng)中間體，在有機(jī)合成中有著廣泛的應(yīng)用。光催化能夠有效利用太陽能，在溫和條件下加快反應(yīng)進(jìn)程，并且能夠定向合成目標(biāo)產(chǎn)物，提高目標(biāo)產(chǎn)物的收率，因此在有機(jī)合成中受到了廣泛關(guān)注。

微藻高效電解氣浮采收新技術(shù)

中科院青島能源所微藻生物技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于石墨雙電極的電解氣浮微藻采收技術(shù)，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《藻類研究》。利用光合自養(yǎng)進(jìn)行微藻大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，微藻培養(yǎng)液中細(xì)胞濃度一般不超2g/L，因此如何從巨大量的培養(yǎng)液中高效經(jīng)濟(jì)的采收微藻細(xì)胞一直是影響微藻能源與資源化利用的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的絮凝、沉降、離心、過濾等技術(shù)或因效率低、能耗高、連續(xù)操作困難等問題而不能適用于微藻的大規(guī)模采收。研究利用安裝在氣浮器底部的特殊設(shè)計(jì)的梳狀雙層石墨雙電極在直流電（不高于5伏特）作用下高效電解水產(chǎn)生大量微氣泡來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶氣水。結(jié)果表明，每采收1公斤微藻（干重），電解氣浮能耗只需要0.03kWh，只有傳統(tǒng)溶氣氣浮能耗的1/5，離心能耗的1/30，降低了微藻采收成本。

能源

驅(qū)動隨身電子設(shè)備工作

新型全固態(tài)智能能源織物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

烷烴碳?xì)滏I不對稱官能化

中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所劉國生團(tuán)隊(duì)通過發(fā)展金屬催化的自由基接力新策略，成功實(shí)現(xiàn)了銅催化芐位碳?xì)滏I的不對稱氰化反應(yīng)，以最短的路線合成了手性腈類化合物，該成果發(fā)表于《科學(xué)》。研究人員提出將反應(yīng)中的碳自由基中間體轉(zhuǎn)化為金屬有機(jī)物種來實(shí)現(xiàn)選擇性控制的策略，以此來解決烷烴的C-H鍵不對稱直接官能化的難點(diǎn)問題。他們通過發(fā)展金屬催化/自由基接力的新策略，利用原位形成的高活性的自由基來攫取芐位的氫，在溫和條件下生成的芐位自由基，再與手性噁唑啉/銅氰絡(luò)合物高立體選擇性地結(jié)合形成高活性的有機(jī)金屬銅中間體，繼而實(shí)現(xiàn)了碳自由基的不對稱控制，成功地發(fā)展了芐位碳?xì)滏I的不對稱氰化反應(yīng)，無需鄰位定位基團(tuán)的參與就可以實(shí)現(xiàn)從芐位碳?xì)滏I到手性芳基乙腈的直接高效轉(zhuǎn)化。

催化合成氨研究進(jìn)展

中科院大連化學(xué)物理研究所潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室（籌）陳萍研究員、郭建平博士提出了“雙活性中心”催化劑設(shè)計(jì)策略，并由此開發(fā)出了一系列過渡金屬與氫化鋰組成的復(fù)合催化劑體系，實(shí)現(xiàn)了氨的低溫催化合成，相關(guān)研究成果于近期發(fā)表在《自然-化學(xué)》期刊上。研究將氫化鋰作為第二組分引入到催化劑中，構(gòu)筑了“過渡金屬—?dú)浠嚒边@一雙活性中心復(fù)合催化劑體系，并提出了“活化氮轉(zhuǎn)移”的反應(yīng)機(jī)理，使得氮?dú)夂蜌錃獾幕罨爸虚g物種的吸附發(fā)生在不同的活性中心上，從而打破了單一過渡金屬上的反應(yīng)能壘與吸附能之間的限制關(guān)系，使得氨的低溫低壓合成成為可能。

聚乙烯廢塑料溫和可控降解

中科院上海有機(jī)所黃正課題組和加州大學(xué)爾灣分校管治斌課題組合作，在聚乙烯廢塑料降解研究取得突破，相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。利用交叉烷烴復(fù)分解催化策略，使用價(jià)廉量大的低碳烷烴作為反應(yīng)試劑和溶劑（此類低碳烷烴在石油煉制中大量生成，不能作為燃油或天然氣，使用價(jià)值非常有限），與聚乙烯發(fā)生重組反應(yīng)，有效降低聚乙烯的分子量和長度。在反應(yīng)體系中低碳烷烴過量存在，所以可多次參與聚乙烯的重組反應(yīng)，直至把分子量上萬、甚至上百萬的聚乙烯降解為清潔柴油。該催化體系為解決“白色垃圾”環(huán)境污染提供了一種可能的途徑；另一方面“變廢為寶”，促進(jìn)碳資源循環(huán)利用。

磁約束聚變高性能等離子體穩(wěn)定性控制

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所先進(jìn)實(shí)驗(yàn)超導(dǎo)托卡馬克（EAST）團(tuán)隊(duì)研究員孫有文等人對在EAST托卡馬克上利用外加共振磁擾動抑制邊界局域模的物理過程進(jìn)行了深入研究，相關(guān)研究成果發(fā)表于《物理評論快報(bào)》。研究利用EAST上最新安裝的共振磁擾動線圈，實(shí)現(xiàn)了類ITER射頻波主導(dǎo)加熱、低動量注入條件下的共振磁擾動對邊界局域模的完全抑制，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)上觀察到了共振磁擾動對邊界局域模從緩解到抑制的非線性轉(zhuǎn)化過程，揭示了等離子體對外加磁擾動的非線性響應(yīng)，以及邊界磁場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變對于實(shí)現(xiàn)抑制邊界局域模起到了關(guān)鍵的作用。該項(xiàng)研究將有助于推動控制手段的物理機(jī)理的研究，同時(shí)可將這一控制手段推廣到聚變堆的應(yīng)用。endprint