科技前言快报（2023年4月）

目 录 深度关注 日本 NEDO 发布车用和固定式燃料电池路线图 ................................ 1 基础前沿 美国 DARPA 启动公用事业规模量子计算系统计划 ........................ 10 信息与材料制造 美国启动首个国家纳米技术挑战项目 Nano4EARTH ....................... 11 美国国际空间站实验室发布先进材料和制造项目征集 ................... 12 美国能源部资助功率半导体技术研发提升电网韧性 ....................... 14 美国能源部资助轻质材料研发以降低风机成本 ............................... 13 美国支持循环经济技术与工具开发示范 ........................................... 15 美国国家纳米技术计划公布 2023 财年资助的优先重点方向 ......... 15 生物与医药农业 美国能源部资助生物防范研究虚拟环境计划 ................................... 20 美国政府发布癌症登月计划新行动 ................................................... 21 能源与资源环境 美国能源部资助推进增强型地热系统建设 ....................................... 24 美国能源部投入 2.45 亿美元支持低碳能源及减排技术 .................. 25 英国资助超 2 亿英镑助力交通运输脱碳 ........................................... 30 欧盟宣布资助 25 亿欧元支持清洁能源技术示范应用 ..................... 31 英国 BEIS 资助绿色节能新技术开发 ................................................ 32 空间与海洋 欧盟“恢复我们的海洋和水域”使命资助 20 项新项目 ................. 32 设施与综合 美国能源部加速新兴技术创新 ........................................................... 35 日本 NEDO 发布车用和固定式燃料电池路线图 1 深度关注 日本 NEDO 发布车用和固定式燃料电池路线图 2 月 9 日，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）发布《汽车和重型卡车用燃料电池路线图》和《固定式燃料电池路线图》1，提出了到 2040 年燃料电池技术发展目标及技术开发路线。NEDO 早在2005 年就出台《燃料电池和氢能技术开发路线图》，旨在统筹产学研界基于一致目标立足长远进行氢能技术开发。NEDO 基于政策变化、技术和市场发展情况对该路线图进行了 4 次修订，并在 2022 年发布了《重型车辆燃料电池路线图》以扩大燃料电池的应用领域，上述路线图确定了燃料电池在固定式发电和交通领域到 2030 年的技术开发目标。考虑到当前燃料电池技术已经受到世界各国的广泛重视，NEDO 此次出台的路线图进一步确定了到 2040 年的目标，以抢占全球技术高点并助力实现碳中和目标。 一、车用燃料电池 1、分阶段目标 （1）重型卡车等应用。2030 年以前，重点推进重型卡车用燃料电池技术开发，并验证卡车、铁路、船舶、液压挖掘机、叉车、农用拖拉机等多用途应用，到 2030 年实现 25 吨级燃料电池卡车的普及应用，开始向其他应用扩展；到 2040 年实现 40 吨级燃料电池卡车普及应用和其他场景的广泛应用，最终实现该领域的碳中和。具体性能目标包括： 2030 年：燃料电池系统输出密度 0.6 千瓦/升；高压储氢密度 10%（质量密度），28 克/升。燃料电池电堆电流-电压特性初始 0.77 伏@1.63安/平方厘米，报废时 0.72 伏@1.76 安/平方厘米；最高运行温度 105℃； 1 燃料電池に関する二つのロードマップと水電解の技術課題を整理した文書を公開. https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101608.html 科技前沿快报 2 耐久性 5 万小时。燃料电池系统成本 0.9 万日元/千瓦（约合 464 元人民币/千瓦），电堆成本 0.45 万日元/千瓦，储氢系统成本 2~4 万日元/千克，铂含量 0.19 克/千瓦。 2040 年：燃料电池系统输出密度 0.8 千瓦/升；高压储氢密度 15%（质量密度），29 克/升以上；材料储氢密度在储氢压力 1 兆帕以下超过 8%（质量密度）、70 克/升。燃料电池电堆电流-电压特性为初始 0.86伏@2.29 安/平方厘米，报废时 0.81 伏@2.44 安/平方厘米；最高运行温度 120℃；耐久性 5 万小时。燃料电池铂含量 0.07 克/千瓦。 （2）燃料电池越野车、面包车、皮卡等。2025 年前支持开发单一车型，2025 年以后开始投放市场，并扩展电堆、辅助设备制造产业；2030 年以后更多车型进入市场，扩大应用范围，加速成本下降；2040年以后实现大规模普及应用。具体性能目标包括： 2030 年：车载高压储氢密度 10%（质量密度），28 克/升。燃料电池电堆电流-电压特性为初始 0.84 伏@0.2 安/平方厘米，报废时 0.66 伏@3.8 安/平方厘米；最高运行温度 105℃；耐久性 15 年以上；铂含量0.05~0.1 克/千瓦。燃料电池系统成本 0.4 万日元/千瓦，电堆成本 0.2 万日元/千瓦，储氢系统成本 10~20 万日元/千克。 2040 年：与重型卡车燃料电池 2040 年目标相当。 2、技术开发路线 为实现上述目标，NEDO 提出了相应的技术开发路线，包括： （1）燃料电池堆。为实现 2030 年目标，需开发：①膜电极，到2025 年重点关注适应广泛温度条件（-30~120℃），性能和耐久性提升（铂含量在 0.24 毫克/平方厘米），离聚物形态控制和催化剂层结构优化；到 2030 年关注性能和耐久性的进一步提升。②电解质材料，到 2025重点关注适应广泛温度条件（-30~120℃），提高膜耐久性，提高低温/日本 NEDO 发布车用和固定式燃料电池路线图 3 高湿~高温/低湿质子膜的传导性，提高离聚物的透氧性、缓解催化剂的特异性吸附；到 2030 年重点开发耐久性技术。③电极催化剂，到 2025重点关注适应广泛温度条件（-30~120℃），降低贵金属用量，提高阴极催化剂活性、耐久性，抑制碳载体劣化，开发非碳载体材料，开发抑制过氧化氢生成、耐杂质的阳极催化剂；到 2030 年开发高耐久性技术和废旧电池贵金属循环再利用技术。④分离器、气体扩散层、密封件等，到 2025 年重点关注降低气体扩散阻力，和其他部件材料组