区块链也能用来节能了！快来看看最新能源领域进展

01-用区块链来节能

电力系统优化的边界逐渐扩展到电、冷、热、天然气、氢、交通、水、碳等多资源能源形式。多能源系统的协同优化给传统的集中优化运行方式带来了巨大挑战。

上海交通大学陈思捷等人利用区块链“多边共治、相互制衡”的原理，提出了一种适用于能源系统运行优化的区块链共识机制，命名为求解证明机制（Proof of Solution，PoSo）。PoSo具有“一人求解，多人验证，求解复杂，验证简单”的特性。

图1 PoSo算法流程图

（图源：Nature Energy）

以多个综合能源服务商协同优化运行为例，说明PoSo思想：地位平等的各个服务商组成一个委员会，由全体委员会成员选出一个轮值主席负责求解并给出最优运行方案，随后其他委员会成员可以快速验证该方案的正确性与最优性。若该运行方案是最优解，则得到委员会成员的认可、支持并生效；若该运行方案并非最优解，其他委员会成员将更换轮值主席并重新求解最优运行方案。

02-世界最高！水分解反应效率提高100倍

利用太阳能将水分解成氢和氧的光催化反应，作为一种有前途的能量转换方法引起了人们的关注。特别是，如果能够有效地利用占太阳光一半左右的可见光，就可以获得大量清洁的氢能。然而，由于可见光的能量很低，使用普通光催化剂时水分解反应的速度成为了最大的问题。

图2 分解反应中电子转移

（图源：Science Advances）

东京工业大学Kazuhiko Maeda教授的研究小组开发了一种染料敏化光催化剂（Ru色素和HCa2Nb3O10母体），通过对其进行改性，成功地将利用太阳能从水中产生氢气的光催化反应的效率提高到传统方法的约100倍。

相关研究论文Surface-modified, dyesensitized niobate nanosheets enabling an efficient solar-driven Z-scheme for overall water splitting已于2022年8月10日发表在Science Advances上，并被选为Feature image。

03- 分钟级超快充的高安全熔融盐铝电池

目前，在电化学储能技术中，锂离子电池尤其是磷酸铁锂电池占据市场主导地位。但是，由于锂资源较高的成本，且锂本身具有安全问题，未来锂离子电池在大规模储能的应用上存在不确定性。

2022年8月24日，北京大学材料科学与工程学院庞全全团队和麻省理工学院唐纳德·R·萨多威（Donald R.Sadoway）团队以及滑铁卢大学、美国阿贡国家实验室等合作，研发了一种不可燃、超低物料成本、可达到分钟级超快充的中温熔融盐铝电池。相关论文已于2022年8月24日发表在Nature上。

图3 电池能量密度和成本比较

（图源：Nature）

该电池可以在较低的温度-110℃下运行，因其独特的脱溶剂化动力学，适用于多种大规模储能应用场景，如发电侧清洁能源消纳配储，电网侧的调频、调峰，用户侧的峰谷套利、工商业电源等。

04-Science论文助力双电荷层电容器发展

滤波电容器在确保电气和电子设备，尤其是存储设备和计算机的质量和可靠性方面发挥着至关重要的作用。电路滤波一直由铝电解电容器(AEC)主导，不幸的是，由于其低体积电容，它始终是最大的电子元件。因此，开发新型小型滤波电容器对于满足数字电路和便携式电子产品的当前和新兴需求至关重要。

图4 电容器的相关参数

（图源：Science）

自2015年以来，中科院合肥物质科研院固体物理研究所孟国文教授带领的研究团队与美国特拉华大学魏秉庆教授团队一直在研究这一课题。近日，他们成功合作开发了结构集成的高取向碳管（CT）网格作为双电层电容器（EDLC）的电极，以显着提高频率响应性能以及相应频率下的面积和体积电容。并有望在电子电路中用作高性能小型交流（AC）线路滤波电容器，为电子产品的小型化和便携化提供必要的材料和技术。

相关研究论文Structurally integrated 3D carbon tube grid–based high-performance filte rcapacitor已于2022年8月25日发表在Science上。

文字 | 探臻科技评论社融媒体平台

排版 | 方佩 蒋润雨

审核 | 陈星安 程泽堃 姜惠雯 田博文