太阳燃料：新一代绿色能源

 综述了燃料发展的历史、太阳燃料的发展起源及光解水制氢、CO₂光还原制化学品的科学研究总体进展情况与发展趋势，并结合我国人工合成太阳燃料科学研究概况，提出了发展新型高效光催化材料的合成方法学等发展建议。     

人工光合成太阳燃料制备途径及规模化

 从人工光合成太阳燃料的基本概念和反应过程、规模化太阳能分解水制氢的主要途径和可行性分析、人工光合成液态太阳燃料甲醇的技术路径及应用前景等方面，分析了人工光合成领域的发展现状。仿习自然光合作用基本过程，提出了通过“光反应”和“暗反应”耦合实现规模化人工光合成太阳燃料的新途径。     

人工光合成太阳燃料制备途径及规模化

 从人工光合成太阳燃料的基本概念和反应过程、规模化太阳能分解水制氢的主要途径和可行性分析、人工光合成液态太阳燃料甲醇的技术路径及应用前景等方面，分析了人工光合成领域的发展现状。仿习自然光合作用基本过程，提出了通过“光反应”和“暗反应”耦合实现规模化人工光合成太阳燃料的新途径。     

封面图片说明：太阳燃料开启绿色能源新时代

 模仿自然光合作用，科学家开发了人工光合成过程，即利用太阳能将水和CO₂等转化为甲醇等可直接使用的燃料，此类燃料因而被称为太阳燃料。人工光合成过程可以大幅度减少CO₂的排放，同时可获得新的绿色能源，对于开发和发展人工光合成太阳燃料科学与技术，达成《巴黎气候协议》中提出的，“本世纪下半叶实现温室气体净零排放”的目标，以及中国“将于2030年左右使CO₂排放达到峰值，2060年达到碳中和”的承诺，从根本上改善生态环境、拯救人类居住的地球家园具有重大而深远的意义。     

封面图片说明：太阳燃料开启绿色能源新时代

 模仿自然光合作用，科学家开发了人工光合成过程，即利用太阳能将水和CO₂等转化为甲醇等可直接使用的燃料，此类燃料因而被称为太阳燃料。人工光合成过程可以大幅度减少CO₂的排放，同时可获得新的绿色能源，对于开发和发展人工光合成太阳燃料科学与技术，达成《巴黎气候协议》中提出的，“本世纪下半叶实现温室气体净零排放”的目标，以及中国“将于2030年左右使CO₂排放达到峰值，2060年达到碳中和”的承诺，从根本上改善生态环境、拯救人类居住的地球家园具有重大而深远的意义。     

人造太阳：挡不住的诱惑

地球上的化石燃料已经所剩无几，人类如何找到理想的替代能源?50多年来的热核聚变研究一直围绕着一个主题，那就是要实现可控的核聚变反应，造出一个人造太阳，一劳永逸地解决人类发展的能源之需。国际热核聚变试验堆的即将启动为人类实现这个梦想带来了曙光。再用50年，人们能看到人造太阳吗?     

太原市绘出光伏产业发展蓝图

让大地永远充满光明，夸父向着西斜的太阳紧追不舍……这就是光的“引力”。当传统的燃料能源正在一天天减少，且环境造成危害日益突出的今13，全世界都把目光投向了可再生能源。在这之中，太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。为此，国家财政部、国家科技部、国家能源局近13下发了《关于做好“金太阳”示范工程实施工作的通知》，在未来2—3年内．国家将投入近200亿元补贴光伏产业发展。     

太阳死后会变成什么?

正科学家们坚信,太阳将在50亿年后毁灭。但是,太阳死后会变成什么呢?一项于2018年5月7日发表在Nature Astronomy上的研究给出了答案:太阳会变成一个由星际气体和尘埃组成的发光圆环,即行星状星云。在众多的恒星中,太阳的尺寸和质量都只能算是平均水平。当太阳的核心因燃料耗尽而开始坍缩后,     

大浪来前谁站潮头 ：世界各国生物燃料开发你追我赶

2007年3月初，美国总统布什访问巴西，两国政府达成了合作发展生物燃料的备忘录。这两个生物燃料大国的合作，必将进一步推动全球生物燃料的开发热潮，加剧现有的竞争态势。 生物燃料是指从植物特别是农作物中提取适用于汽油或柴油发动机的燃料，包括生物酒精、生物柴油、乙基叔丁基醚等，目前主要以酒精燃料和生物柴油为主。在汽油里加入10％的酒精，汽车尾气排放一氧化碳减少30％以上，碳氢化合物减少15％左右：而生物柴油也具有对环境友好、含硫量低、清洁可再生等优点。因此，近年来生物燃料日益受到各国的重视，许多国家都提出了生物燃料的战略发展目标。     

人工光合作用：新能源的希望

梦想中的技术,已站在实用化的起跑线上 模拟植物的光合作用,利用水和二氧化碳以及取之不尽的太阳光能,最终合成出燃料和工业原料,这就是“人工光合作用”。它不依赖化石燃料,有望成为下一代能源技术。     

自然光合与人工光合杂化体系研究进展

 基于人工和自然光合成中的科学问题，概述了光合作用中光能转化以及CO₂固定过程，并综述了光合膜蛋白、酶催化和全细胞耦合的自然-人工杂化光合体系的研究进展。提出通过自然与人工光合体系之耦合，认识和学习自然光合作用中太阳能转化的基础科学，从结构仿生与功能仿生工方面道法自然，发展高效的人工光合成体系。     

Nanomaterials for renewable hydrogen production, storage and utilization

An ever growing demand for energy coupled with increasing pollution is forcing us to seek environmentally clean alternative energy resources to substitute fossil fuels. The rapid development of nanomaterials has opened up new avenues for the conversion and utilization of renewable energy. This article reviews nanostructured materials designed for selected applications in renewable energy conversion and utilization. The review is based on the authors’ research, with particular focus on solar hydrogen production, hydrogen storage and hydrogen utilization. The topics include photoelectrochemical (PEC) water splitting and photocatalytic hydrogen production, solid-state hydrogen storage, and proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). It is expected that the rational design of nanomaterials could play an important role in achieving a renewable energy based economy in the coming decades.     

太阳能材料国际发展态势分析

随着全球气候变暖、化石燃料价格高涨、民众环保意识增强,以太阳能为主的可再生能源的开发与
应用日益得到各个国家和国际组织的认同与支持,这一领域的研究也得以快速发展。太阳能的充分开发和利
用,离不开太阳能材料和技术的发展。本报告主要从国际相关战略计划和路线图、研究热点领域及关键技
术、文献计量学、我国研发现状等几个方面对太阳能材料国际发展态势进行分析,最后提出了我国太阳能材
料与技术的发展对策与建议。     

Production of dimethylfuran for liquid fuels from biomass-derived carbohydrates

Diminishing fossil fuel reserves and growing concerns about global warming indicate that sustainable sources of energy are needed in the near future. For fuels to be useful in the transportation sector, they must have specific physical properties that allow for efficient distribution, storage and combustion; these properties are currently fulfilled by non-renewable petroleum-derived liquid fuels. Ethanol, the only renewable liquid fuel currently produced in large quantities, suffers from several limitations, including low energy density, high volatility, and contamination by the absorption of water from the atmosphere. Here we present a catalytic strategy for the production of 2,5-dimethylfuran from fructose (a carbohydrate obtained directly from biomass or by the isomerization of glucose) for use as a liquid transportation fuel. Compared to ethanol, 2,5-dimethylfuran has a higher energy density (by 40 per cent), a higher boiling point (by 20 K), and is not soluble in water. This catalytic strategy creates a route for transforming abundant renewable biomass resources into a liquid fuel suitable for the transportation sector, and may diminish our reliance on petroleum.     

生物质液体燃料生产系统技术经济建模及分析

利用生物质生产液体燃料是世界可再生能源发展的趋势之一。由于生物质液体燃料的原料来源及收集方式和生产工艺具有特殊性,其生产系统与现有化石液体燃料有较大区别。该文建立了包括多个通用模块的技术经济分析模型,以解决不同原料和工艺路线的生物质液体燃料生产系统的投资及成本分析和生产组织优化等问题。利用该模型对以玉米秸秆为原料的乙醇生产系统进行了案例分析。分析结果表明:目前1万t/a规模的玉米秸秆乙醇单位成本以加工费用为主,乙醇产出系数和生产操作费用系数变化对于成本影响最大。     

太阳能热化学研究进展

 主要从热化学水解制氢、太阳能-天然气重整制合成燃料、太阳能、煤气化制合成气,以及利用太阳能裂解其他含碳燃料和控制CO2排放等方面,简要评述了太阳能热化学燃料转化技术的发展现状及难点及发展趋势。概述了将聚集的太阳能热能向化学燃料的热化学转换过程的最新发展动态。这个转变实现了太阳能的储存,同时使得太阳能可以从太阳能丰富的地区运输到太阳能缺乏但人口密集的地区。     

太阳热化学循环反应分解CO2的研究进展与技术分析

 在全球气候变化已成为国际性热点问题的大背景下,通过将CO₂转化成高附加值的燃料,实现CO₂的资源化利用是解决这一问题的可行途径之一,而将这一过程与太阳能利用相结合有助于解决因CO₂化学惰性较强,其转化在热力学上不利带来能耗较高的挑战。在多种利用太阳能将CO₂转化为能源载体的方法中,利用高温太阳热能进行两步热化学循环反应分解CO₂以制取合成燃料是一个新兴研究方向。本文详细介绍了国外科研机构在这方面的发展现状及研究重点,并对该技术的原理和未来需要开展的基础研究工作进行了分析。未来的研究重点将集中在：(1) 开展多相化学反应流辐射热传递的理论和试验基础研究;(2) 设计直接受辐射的太阳能化学反应器,可直接吸收聚焦的太阳热能,辐射热传递效率较高;(3) 开展高温太阳能化学反应器的材料研究。国内具有一定太阳能高温热(化学)利用工作基础的研究机构有必要开展这一领域的研究工作,为中国实现碳减排做出贡献。     

太阳能光热转化选择性吸收涂层研究进展

 随着全球能源、环境问题的日益加剧,太阳能光热利用成为广泛关注的焦点问题之一。太阳能选择性吸收涂层,是太阳能光热转换器件中最核心的部分,对器件的光热转换效率起决定性的影响。本文从太阳能选择性吸收涂层的技术原理出发,综述涂层材料、结构、制备方法、工业化应用等方面的国内外发展状况,探讨太阳能选择性吸收涂层存在的问题及今后研究发展的方向。