欢迎访问 首页
中德关系 使馆简介 领事服务 留学德国 新闻服务 中德经贸 科技创新
 
首页 > 科技创新 > 德国科技创新简报
德国科技创新简报 总第56期
2022-08-23 19:00

本期主要内容

科技创新战略、计划和举措

1.德国政府资助生物多样性与人类健康研究项目

2.德国联邦教研部任命新“技术转移与衍生专员”

3.德国联邦交通部推出环保应急计划

4.德国与新西兰共同启动绿氢能研究合作项目

5.德国将出台新的“充电基础设施总体规划”

6.德国萨克森州成立“氢联盟”

7.德国“未来能源系统(ESYS)”倡议发布绿氢进口方案

8.德签署浮动液化天然气终端谅解备忘录

研发前沿

9.德国弗劳恩霍夫协会研究在离岸风电场中集成生产绿氢

10.德国大科学装置文德尔施泰因7-X将进入新实验阶段

11.德国通过大幅新增安装热泵加大建筑节能力度

12.德国弗劳恩霍夫研究人员开发肺部监测背心

13.亥姆霍兹研发新型绿氢催化剂

14.德国弗劳恩霍夫研究所发布智能电池制造手册

15.德国明斯特大学完成首例完全机器人辅助人体显微外科手术

行业和社会动态

16.德国国际学术交流机构减少资助名额

17.古迹保护规定限制德国风电扩建进程

18.科学家警告欧洲干旱可能是500年来最严重

19.欧洲遭遇干旱气候导致用电短缺

20.8月调查数据显示乌克兰战事继续影响德国商业发展

新冠疫情专栏

21.德国卫生部制定秋冬防疫新规

22.罗伯特-科赫研究所认为德国今夏新冠疫情高峰已过

23.汉堡大学科研人员公布SARS-CoV-2病毒新模型

德国科学人员研究抗病毒治疗促进新冠病毒变体的形成


德国政府资助生物多样性与人类健康研究项目

德国联邦教研部2022年8月9日发布指南,征集研究生物多样性与人类健康的项目。“这有助于我们了解如何利用生物多样性的潜力促进健康。借助创新的研究理念,可以开发新的治疗方法并促进生物多样性的保护。”联邦教研部部长瓦青格说。

该指南资助高达1600 万欧元,旨在支持对人类健康如何与生物多样性相关以及存在哪些潜在利益和危险的研究项目,尤其是由于新冠病毒大流行的发展,如何应对人类健康、动物健康和完整生态系统之间全球关联挑战的“大健康”(One Health)问题。资助涉及自然科学、健康科学和人文学科的跨学科研究项目(例如来自生态学、生态毒理学、心理学、医学和公共卫生、社会和社会研究以及城市和区域规划领域)。项目可以涉及以下一个或多个主题:

水生或土壤生态系统的完整性。例如,生物多样性变化对饮用水质量的影响、病原微生物或产毒微生物(如细菌、真菌、藻类、原生动物)的健康危害或水生生态系统中疾病传播媒介的增加。与环境微生物接触对人类健康的积极影响(与免疫系统、消化或人体微生物组相关)。疾病风险的预测,例如通过监测景观和水中的某些哨兵生物。

人畜共患病的健康危害。包括分布区的迁移以及通过人为影响传播媒介物种在人畜共患病和新病原体传播中的作用。病原体多样性的重要性以及人类与生物多样性相互作用增加的影响。

农业生物多样性。通过品种和物种多样性来实现的营养多样性,农业生物多样性产生的健康危害,例如有毒的田间药草。此外,生物多样性保护、人类健康和粮食安全之间相互冲突的研究。

非传染性疾病。生物多样性变化(例如新生动物和新生动物的出现)对非传染性疾病(例如自身免疫性疾病、过敏、癌症)发展的影响。

城市和景观发展。城市和景观发展(包括农业景观)中纳入生物多样性在多大程度上可以促进人类身心健康和预防疾病的问题。

精神疾病和复原力。生物多样性对心理健康和复原力(处理问题和变化的能力)的影响。

参考资料:

https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/kurzmeldungen/de/2022/08/biodiversitaet-grundlage-fuer-gesundheit.html

德国联邦教研部任命新“技术转移与衍生专员”

德国联邦教研部8月1日消息,联邦教研部长瓦青格任命议会国务秘书马里奥·勃兰登堡(Mario Brandenburg)接任该部负责技术转移和衍生的新专员,他将接替前议会国秘托马斯·萨特尔伯格(Thomas Sattelberger)的职位。

联邦教研部长瓦青格指出,“我很高兴马里奥·勃兰登堡现在将担任技术转移和衍生专员。他不仅是人工智能方面的专家,也是初创企业方面的专家,他拥有所需的一切能力。我们希望共同促进技术转移和衍生。他现在是主要负责人,也是所有相关人员的重要接口。通过此次任命,我们也将有力推动德国技术转移与创新署的成立。”

该部议会国务秘书兼新任技术转移与衍生专员马里奥·勃兰登堡表示,“领先的创新地点需要在研究、商业和社会之间建立强大的网络。德国的研究非常出色,但在应用方面仍有改进的空间。这正是我想开始着手的地方,从而延续前任的工作:打破技术转移壁垒,同时加强技术转移与衍生文化。”

前议会国秘托马斯·萨特尔伯格表示,“德国的初创战略依赖于来自科学部门的研究密集型衍生企业。” 

参考资料:

Mario Brandenburg zum Beauftragten für Transfer und Ausgründung im BMBF ernannt, https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/pressemitteilungen/de/2022/08/010822-PStMB-Beauftragter.html?utm_source=hootsuite

德国联邦交通部推出环保应急计划 

为按时完成德国《联邦气候保护法》设定的交通领域减排期限目标,联邦数字化和交通部近期推出一项紧急补救计划(Sofortprogramm)。据该部部长沃尔克·维辛(Volker Wissing)介绍,2021年德国交通运输部门二氧化碳排放总量(1.48亿吨当量)超过了限定目标约300万吨,此次出台的一揽子措施将彻底弥补差距,使交通部门重回实现气候目标的正轨。

该一揽子措施包括:(1)通过建设充电基础设施推进电动汽车的快速发展,(2)实现具有吸引力的自行车短途交通运输,如扩建自行车基础设施,(3)扩大和提升具有吸引力的公共交通服务体系。此次紧急计划是对现有相关资助扶持措施的强化,如建设自行车和步行基础设施的额外资金需求达到约2.5亿欧元(到2030年)。系列举措的减排效果预定额外减少1300万当量的二氧化碳。 

参考资料:

Pressemitteilung Nr. 29 | 6. Juli 2022 „Erkenntnisgeleitete Forschung liefert Grundvoraussetzungen für künftige Innovationen“, https://www.dfg.de/

德国与新西兰共同启动绿氢研究合作项目

据德国联邦教研部网站消息,德国与新西兰共同启动三个绿氢研究合作项目。德国联邦教研部长瓦青格说:“即使作为氢能共和国,我们也必须进口能源。为此,我们需要可靠的合作伙伴,这样我们就不会陷入新的依赖。这就是为什么我们要与新西兰启动三个绿氢的生产、储存和系统集成项目。我们同意,绿氢是实现安全、可持续和可靠可用的未来能源的关键。除了拥有大量可再生能源电力的优良研究基础设施外,新西兰还为绿氢的生产提供了良好的基础条件。反过来,德国可以贡献其在氢技术方面的丰富专业知识。通过联合资助相关项目,我们正在为持久的研究、开发和创新伙伴关系奠定基础。”

德国将绿氢作为在2045 年实现气候中和的重要手段。绿氢可以用于那些不能直接或难以实现电气化同时对气候有重大影响的领域的脱碳,例如工业部门或长途和繁重的货物运输。德国在投入巨资发展绿氢的同时,也在努力建立新的国际合作伙伴关系。此前与澳大利亚已经建立了关于绿氢的研究伙伴关系。

参考资料:

https://www.bmbf.de/bmbf/shareddocs/pressemitteilungen/de/2022/08/010822-Wasserstoff.html

德国将出台新的“充电基础设施总体规划”

8月10日德国联邦交通部消息,为应对气候中和交通和推动电动交通快速发展,联邦数字化和交通部将持续推动充电基础设施的扩建。部长沃尔克·维辛提出了充电桩要能够便捷寻找、普惠和数字化。目前德国平均每两个乡镇就有一个没有充电桩,维辛部长建议每位市长都认真考虑这一课题,解决当地快速充电的问题。目前联邦政府编制的“充电基础设施总体规划II”已经接近尾声,正在地方政府、企业等利益相关方讨论。

规划II草案中的重要内容包括成立一个部际指导小组(ISLa)、根据需求分析制定相应措施、在现有资助措施评估基础上由交通部在2023年初制定新资助方案,联邦政府在2022年底研究确保充电桩保障的各州法律义务,在2023年制定(充电基础设施)数字化路线图,以及为及时按需调整措施建立所有措施的持续监控系统等等。上届德国政府就已规划了到2030年建成100万个公共充电点的目标,发展电动交通也是本届政府联盟协议的重要内容。

参考资料:

1. https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/K/wissing-zu-verschiedenen-themen.html 

2. https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Pressemitteilungen/2022/048-masterplan-ladeinfrastruktur-2.html

3.草案文本:https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Anlage/K/presse/pm-048-anlage.pdf?__blob=publicationFile


德国萨克森州成立“氢联盟”

8月10日消息,德国萨克森自由州的开姆尼茨技术大学、德累斯顿技术大学和弗莱贝格技术大学共同组建“萨克森氢联盟”,州长迈克尔·克雷茨默出席合作签字仪式并表示这是萨克森州工业发展向气候中和、壮大方向的重要一步。根据合作谅解备忘录,三校将制度性深化整个氢能价值链上研究和教学方面的合作,更好发挥协同效应加强产学研合作,共同就未来重大课题取得联合研究成果并迅速向经济、社会领域成果转移,同时培养未来氢能产业专业人才。三所高校都已积累了丰富的前期工作经验,如开姆尼茨工大建立了“氢能和交通创新中心”,隶属德国国家氢技术创新技术中心,未来将获得联邦政府7250万欧元的资助。德累斯顿工大则在在联合项目“SaxonHy”中负责研究氢能飞行的基础知识和探索如何将替代能源储藏在飞机上。

参考资料:

https://tu-dresden.de/tu-dresden/newsportal/news/technische-universitaeten-in-chemnitz-dresden-und-freiberg-bilden-saechsische-wasserstoffunion

德国“未来能源系统(ESYS)”倡议发布绿氢进口方案

根据情景预测,2030年德国对绿氢及其衍生品的需求约为45-110太瓦时,到2045年将增加到约400-700太瓦时。德国本国的产量将很难满足自身需求,因此将不得不依赖从欧盟以及非欧盟国家的补充进口。

由德国工程院acatech、德国科学院Leopoldina以及联邦教研部(BMBF)共同资助的联合倡议“未来能源系统(ESYS)”的一个工作组在“2030德国绿氢进口方案”报告中分析了绿氢运输的不同选择,并根据各种标准对其进行了优劣势比较,将各自运输链的成本和能源效率、环境影响、现有基础设施和法律可行性等因素纳入了考虑范围。分析表明,如果迅速确定正确的基础设施、法律和企业发展路线,到2030年所需的绿氢进口量原则上是可以实现的。专家不主张采用一种主导的运输方案,而是认为不同的方案具有不同的实施要求和各自的优劣势,在这种情况下,运输距离不一定是唯一的成本驱动因素,不同的生产国或地区都可以出口绿氢到德国。

2030绿氢运输方案:通过管道运输纯氢,通过船舶运输衍生品

绿氢可以通过船舶和管道运输,但根据用途和运输距离,需选择不同的运输方式。纯氢可以通过管道很好地运输,但在2030年前建设新的管道设施具有一定的挑战性。转换或使用现有的基础设施,不仅可以节省成本,最重要的是可以缩短规划和实施时间。另一方面,对于绿氢衍生品,如氨和甲醇,通过船舶运输是更好的选择,已有现成的生产和运输结构可以使用。

2030绿氢经济发展路线:技术、法律以及合作

专家认为德国需大力发展绿氢经济,决策时应统筹考虑整个欧洲乃至全球范围的情况,规划应长远——不局限于到2030年。相关技术需要实现从研发到工业化大规模生产的飞跃,而且还需要建立法律和政治框架,为潜在的生产商、投资者和客户创造更多的透明度和安全保障。这涉及到,例如,可靠地定义什么是绿氢气和相应的衍生品的认证。

对于与潜在出口国的合作,这些国家需具备足够的可再生能源潜力,能够实现除自身化石能源之外的绿氢出口。此外,必须考虑到可能的资源冲突,如在土地使用或水资源供应方面。德国绿氢政策的目标应该是站在可持续实施的角度,使本国和贸易伙伴双方都受益。

参考资料:

https://www.leopoldina.org/presse-1/pressemitteilungen/pressemitteilung/press/2905/

德签署浮动液化天然气终端谅解备忘录

16日,联邦经济事务和气候保护部与德国天然气供应商Uniper、莱茵集团RWE和巴登-符腾堡州能源集团EnBW/VNG签署了一份关于在布龙斯比特尔Brunsbüttel和威廉港Wilhelmshaven供应浮动液化天然气终端的谅解备忘录。这意味着对FSRU(浮动存储和再气化装置)的供应和运营有了确定的规划,目标是在2022/23年冬季投入使用后,签约企业立即充分利用这些特殊的船舶,确保提供所需的天然气交付量。这两个码头将由Uniper和RWE暂时运营,直到一个专门的机构接管。凭借每年高达125亿立方米的再气化能力,这些液化天然气终端将保障德国能够从天然气管道无法到达的地区获取天然气,有助于德国摆脱管道天然气的进口依赖,提高供应安全。

参考资料:

https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2022/08/20220816-belieferung-der-flussiggas-terminals-in-gesichert.html

德国弗劳恩霍夫协会研究在离岸风电场中集成生产绿氢

据弗劳恩霍夫协会官网报道,除了西门子能源外,德国弗劳恩霍夫协会正作为主要协调单位承担德国联邦教研部(BMBF)支持的“H2Mare”大型氢能应用研发计划。弗劳恩霍夫机床和周边模具研究所(IWU)领衔的“H2Wind”项目是上述计划中的四个主要子课题之一,自2021年启动以来获得了联邦教研部350万欧元资助,主要开展在离岸风机上安装水电解氢的电解槽的相关研究。

众所周知,未来能源转型的一个重要产品就是绿氢。所谓绿氢就是由不含温室气体排放的可再生能源生产的氢能,如从:风能、太阳能、水能等中生产氢。而在这些可再生能源中,离岸海上风能具有独特的优点,它不仅由于远离大陆风力更强(约为大陆风机获得风量的两倍以上),而且风力更加稳定。而且,离岸风机由于周边没有居民,噪音和占地都不会遭到投诉。当然,离岸风机的建造和发电并网技术也面临更大的挑战,离岸边越远,建造成本也就越高,输送到大陆上损失的电力消耗也就越大。那为什么不直接在离岸风机发电的现场就直接把电能转化为氢能呢?这样不就可以减少上述能源损耗了吗。德国科研机构正在研究,当离岸风机发电后,通过一个集成的电解槽直接将附近的海水电解成绿氢和氧气,并输送到大陆上的用户。德国联邦教研部也支持研究这种技术的可能性。当然,目前这个技术在很多方面还需要进一步深入研究,如:如何研制出一种适应在海上风电环境中运行的水电解槽装置?电解槽安装在离岸风机的什么部位最合适?怎样利用海水直接电解出氢和氧?如何把海上风电产出的氢储存起来并运输到陆地上?

来自IWU的51岁德国女科学家Ulrike Beyer博士领衔了这个研究项目,她把自己的研究领域称为“气候中和下的生产运行。她希望发挥弗劳恩霍夫协会在基础研究和生产应用之间的独特的转化特色,在2025年之前完成上述项目,并找到一个在海上风电场中集成生产绿氢的技术解决方案。参与该项目的其它弗劳恩霍夫协会研究所还包括:风能系统研究所(IWES)、材料和微观系统研究所(IMWS)、界面和生物加工技术研究所(IGB)和化学技术研究所(ICT)等。

参考资料:

https://www.fraunhofer.de/de/forschung/aktuelles-aus-der-forschung/gruener-wasserstoff.html

德国大科学装置文德尔施泰因7-X将进入新实验阶段

8月9日德新社消息,德国大科学装置文德尔施泰因7-X(Wendelstein 7-X)在完成正式转换后将进入新实验阶段——连续运行。

Wendelstein 7-X是马普等离子体物理学研究所(IPP)在德国格赖夫斯瓦尔德市建造的实验性仿星器受控核聚变装置,该装置2015年建成,是尝试核聚变技术利用的典型代表。仿星器因模拟恒星内部持续不断的核聚变反应而得名,是以磁场约束核聚变等离子体,稳定运行提供动力的实验装置。仿星器技术在最早期研发受控核聚变装置期间由美国物理学家莱曼·斯皮策于1950年发明,Stellarator这个名字也象征了利用恒星对象如太阳动力源的可能性。目前,世界核聚变实验主要应用的是托卡马克(tokamak)磁约束技术路线,而仿星器则是另一种在研的磁约束技术路线。

Wendelstein 7-X 于2005年至2014年建造,并于2015年12月产出第一束等离子体。2016年,Wendelstein 7-X投入运行时,时任联邦总理默克尔曾莅临现场。该技术据称可为未来气候中和社会转型下的清洁能源供应做出积极贡献,但是技术层面实现难度非常大,目前尚处于实验阶段。

Wendelstein 7-X最新的研究成果曾于2021年8月发表在自然杂志上,实验初步成功:对最新实验的分析表明,利用可用的加热装置,Wendelstein 7-X已经能够产生高温等离子体,并在高温下创造了仿星器“聚变产物”记录。

马普研究人员通过“W7-X”尝试模拟太阳上能量产生过程,并希望将其作为未来的替代能源,即将进行的实验是对仿星器连续运行的研究。此前装置的连续运行时间达到了100秒(中等条件),改装后的目标是连续运行达到30分钟。为在最高5000万度下连续运行,该装置新增了630个水冷循环。装置的核心是50个约3.5米高的磁线圈组成的环,可冷却至零下270度。在真空室内产生的高温将被用作能源,通过热交换和蒸汽轮机转换为电能或者直接用于供热系统。W7-X本身不提供核聚变能量,只用于基础研究证明仿星器聚变系统在核聚变发电站中的应用前景。

现在研究人员建议可以开启该装置的连续运转试验,并称该装置将在运转性能上超越托卡马克技术。据负责该装置研制的马普等离子物理所称,这是因为仿星器的本质特性就是模仿“恒星的连续运转”。该所项目组负责人托马斯·克林格(Thomas Klinger)教授在接受德国“波罗的海报(Ostsee Zeitung)”采访时表示,该装置将于今年秋季开启的新一轮实验的预期目的是产生最长可达30分钟等离子体脉冲,温度为5000万度。目前世界上尚无达到这一技术指标的记录,实验从而可以证明仿星器技术路线才是更适合核聚变装置连续运转的技术。

马普等离子体物理学研究所在慕尼黑附近加兴还运行着一座托卡马克环流器,在两地共有1100名员工,是欧洲最大的核聚变研究中心之一。

参考资料:

1. https://www.n-tv.de/wissen/Wendelstein-7-X-soll-Dauerbetrieb-testen-article23508820.html

2. https://www.ipp.mpg.de/wendelstein7x

3.https://www.sueddeutsche.de/wirtschaft/energie-greifswald-von-sonne-lernen-wendelstein-7-x-sucht-neue-energiequelle-dpa.urn-newsml-dpa-com-20090101-220808-99-318525


德国通过大幅新增安装热泵加大建筑节能力度

根据德国联邦政府2022年8月9日官网消息,德国联邦总理奥拉夫·朔尔茨于当日访问了德国热泵生产商Viessmann公司,并就热泵对推动建筑节能和供热新技术的重要作用发表讲话。德国联邦经济气候部近期发布了推动建筑改革(Reform der Gebäuderförderung)的方案,并自2022年7月28日起陆续开始生效,其目的正是提高建筑节能和采用新的供能供热技术(如:热泵)。根据方案,德国将在今后数年每年投入130-140亿欧元用于建筑能源系统改造,其中10亿欧元将用于新建筑。2022年1-7月,德国已经开支了96亿欧元用于上述目标,其中大部分是用于翻修现有建筑,改革方案生效后申请人可通过德国国家复兴信贷银行(KFW)进行翻修申请,审批及拨款将变得更加便捷。联邦经济和气候部与联邦住建部还联合于2022年7月13日发布了“建筑领域的紧急计划”(Sofortprogramm für den Gebäudesektor),制订了德国在建筑领域的气候变化预期目标,并指出该目标将为德国整体碳排放到2030年相比1990年要减少65%的总目标做出相应贡献。

据相关产业联盟预期,德国将自2024年起每年在建筑中新增安装50万个热泵,并且自2024年1月起在新建的房屋中保证65%的供热来自可再生能源。联邦副总理兼经济部长哈贝克在2022年6月29日与德国热泵产业界代表举行的热泵视频峰会上重点指出:“在上述气候目标下,热泵将发挥重要的作用,因为热泵是通过空气或地热等环境热能来提供热能的。”2021年德国一共在建筑中新安装了15万4千个热泵,比上一年度增加了28%,占当年所有新安装约90万个建筑供热单元数量的17%,目前新增建筑供热单元中使用天然气的数量尚占70%。因此,如果要达到每年新增安装50万个热泵作为建筑供热单元的目标,热泵产品的市场需求潜力将会很大。

参考资料:

1.https://www.bundesregierung.de/breg-de/aktuelles/kanzler-viessmann-2070096

2.https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2022/06/20220629-breites-buendnis-will-mindestens-500000-neue-waermepumpen-pro-jahr.html

3.https://www.bmwsb.bund.de/SharedDocs/pressemitteilungen/Webs/BMWSB/DE/2022/07/sofortprogramm-klimaschutz-gebaeude.html

德国弗劳恩霍夫研究人员开发肺部监测背心 

位于柏林的弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所(Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS)的研究人员开发了一种纺织背心,通过集成声学传感器持续记录病人的肺部声音。该系统的工作方式就像一个连续运作的听诊器系统,通过专业软件可将记录的数据转换为肺功能的可视化图像。开发者表示,这种名为Pneumo.Vest的系统扩大了诊断方式,可以缓解重症监护室的压力,并有利于提高病人的生活质量。

除了感染新冠病毒造成的问题外,由于预期寿命的增加,预防和治疗呼吸道或肺部疾病的重要性也在增加。这给医院带来了巨大的挑战,因为病人往往需要强化治疗和频繁的肺功能检查。传统上,医生通过听诊器监听肺部声音,并根据某些特征对该器官的功能和状况作出诊断。弗劳恩霍夫研究人员开发的监听背心,也是根据这一基本原理工作的。

基于压电陶瓷的声学传感器被集成到纺织马甲中,在日常穿着的同时记录肺部发出的最细微的声音。这些数据被储存并传输到专业设备上进行分析评估。除了声学传感器外,配套软件也是Pneumo.Vest系统的重要组成部分。它可以过滤掉如心跳等干扰噪音,并放大肺部声音的频率范围。来自不同位置的传感数据可以转化为肺部的视觉图像,因而能够详细反映整个肺区的情况。

Pneumo.Vest系统的最大优势是,数据可以被永久记录和储存。Pneumo.Vest的作用并非要取代听诊器,也不能替代肺科医生的丰富经验。但听诊或肺部CT始终只能反映出检查时的当下情况,而Pneumo.Vest的附加值是,它可以对肺部进行连续监测,就像心电图持续监测心脏一样。由此,病人可以从重症监护室转移到普通病房,甚至可以出院回到家中,在很大程度上进行自由活动。 

参考资料:

https://www.wissenschaft.de/technik-digitales/hightech-weste-belauscht-die-lunge/

亥姆霍兹研发新型绿氢催化剂

位于柏林的CatLab研究平台旨在推进与能源转型相关的新型催化剂材料的研发。这个为期五年的项目旨在为基础研究和工业界之间搭建一座桥梁。来自亥姆霍兹柏林研究所、柏林工业大学和柏林自由大学的一个研究团队使用纳米结构的硅化镍作为电解水的催化剂,显著提高电极阳极的氧气反应的效率。

以太阳能或风能进行电解,可以实现以碳中和的方式生产绿氢,但这些反应的效率不高,生产绿氢极其缓慢。为了加快速度,通常需使用由贵金属(如铂、钌或铱)制成的催化活性材料。然而,要实现大规模生产,催化剂必须由广泛存在且价格低廉的元素制成。镍基材料被认为是很好的候选材料。镍是抗腐蚀的,几乎没有毒性,同时价格低廉。到目前为止,能源密集型的高温工艺一直被用来生产镍基催化剂材料。由Prashanth Menezes博士领导的团队现在已经找到了一种“温和”的化学方法来生产基于金属间镍硅纳米晶体的高效催化剂——将镍元素与硅相结合,并通过化学反应实现纳米结构,由此产生的材料具有出色的催化性能。结晶的硅化二镍Ni2Si在阳极作为碱性氧气反应的预催化剂:在工作条件下,在表面形成的镍(氧)氢氧化物是一种活性催化剂。值得注意的是,水电解与有机氧化反应相配合,还能够产生具有工业价值的腈化合物。这种电合成方法可以增加阴极的氢气产量,同时在阳极提供有价值的工业产品。

与基于镍、钴、铁、钌和铱的现代催化剂相比,纳米多孔Ni2Si的活性更高,并在工业条件下长期保持稳定。为了更详细地了解Ni2Si,该团队结合了各种测量方法,包括元素分析、电子显微镜和BESSY II的现代光谱测量。Menezes表示,在未来,工业碱性水电解器甚至也可以配备这种纳米多孔镍硅化物涂层。

参考资料:

https://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=23988;sprache=de

德国弗劳恩霍夫研究所发布智能电池制造手册

德国弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所(IPA)近日发布智能电池制造手册(Handbook on Smart Battery Cell Manufacturing.),探索电池数字化生产以节约资源和保护环境。手册编制者,该所数字化电池生产中心课题组认为,电动汽车引发对电池的巨大需求,需要“超级工厂”来大规模生产电池,数字化将能优化生产流程,节约资源、能源,同时延长电池寿命。

科研人员援引麦肯锡公司调查,到2040年仅欧洲就需要80座电池“超级工厂”。根据课题组测算,运行40座超级工厂就需要相当7座核电站提供能源,而且尚未包括获取、运输(电池)原材料所需的能源。数字化电池生产中心主任Kai Peter Birke教授表示当今电池生产很大程度上仅相当于汽车行业1960年代的水平:“试错法”制造效率低下,耗时同时耗费能源资源。当前电池生产废品率在6% -16%,数字化生产是节能和节约的关键,可以加快制造过程、灵活适应客户需求以及及早发现质量缺陷。生产过程中收集的数据可以为每一个电池生成配置文件,如包括电池的生产材料、电极物质和添加电解液的数量。IPA开发的一款智能工具就包括了数字化确定质量的功能。

在延长电池组寿命上,如通过电池单元表面的二维码获取其配置文件可以更高效使用电池组。研究认为,电池单元间的容量差异越小,电池组的寿命越长。电池组生产商通过二维码获取电池单元数字信息,可以针对性选择(电池单元),连接更高质量的电池组。在使用过程中,电池组配置文件能够帮助控制充放电过程。电池组的管理信息系统同时能够帮助回收商对电池进行二次利用。对整个(电池)生命周期的全面数字化将是科研人员研究目标和行业未来发展的方向。

参考资料:

https://www.ipa.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/mit-digitalisierung-ressourcen-schonen.html

德国明斯特大学完成首例完全机器人辅助人体显微外科手术

8月19日消息,德国明斯特大学(WWU)肌肉骨骼医学中心完成首例完全机器人辅助的人体显微外科手术,是机器人显微手术的巨大成功。科研人员开发了新的手术方法:通过专门为显微手术设计的机器人与机器人显微镜互联,实现医生与手术区域的完全分离。两个月以来,专家已经通过新方法成功完成了5例手术。

科研组主持人之一Maximilian Kückelhaus博士表示,新手术模式更细微和精准,组织破坏更少从而恢复速度更快。例如通过机器人和机器人显微镜,显微手术医生能够连接更细微的组织结构——直径只有0.3毫米的血管、神经或淋巴管。手术过程中,机器人(Symani Surgical System)通过电磁场和操作杆接收医生的手部运动,并将医生手术动作缩小到20倍和完全消除手部颤抖。手术机器人与BHS技术公司的机器人显微镜相连接,显微镜通过带有两个高分辨率显示器的3D现实增强头部设备显示手术区域。该头部设备将现实世界和虚拟信息相结合,医生的头部运动被设备记录并传导给机器人,从而实现手术区域更复杂的视角。另外医生可以简单通过头部手势(Head Gestures)控制不同菜单选项,执行机器人的功能。

下一步科研人员将继续优化操作流程、评估研究数据,对手术质量和人体工程学进行改善。该项研究得到了欧盟“凝聚力和欧洲领土复苏援助”(REACT-EU)基金支持。

参考资料:

https://www.uni-muenster.de/news/view.php?cmdid=12766

德国国际学术交流机构减少资助名额 

由于德国联邦政府削减了学术支持资金,德国学术交流机构宣布减少国际交流奖学金名额以及其他学术交流活动。根据2022年7月德国联邦议会通过的新预算案,德国联邦外交部提供的对外学术机构资金预算被削减,联邦外交部学术机构支持预算资金从2021年的2.04亿欧元减少到2022年的1.95亿欧元,预计2023年将下降到1.91亿欧元。由于预算的减少,德意志学术交流中心(DAAD)将大幅度减少为大学、学生和科研人员提供的资金,大学外国研究人员及学生长期奖学金以及博士奖学金将被减少50%,一些学术会议、学术夏令营以及其他短期支持资金也将被取消,每年减少约5000 个奖学金名额,资金缩减也会影响到德国派出到国外大学讲师及学者的名额,德意志学术交流中心分布在全球450 个的大学代表机构可能撤销近100 个。德意志学术交流中心(DAAD)是全世界最大的大学生与学者的国际交流促进组织,以往每年资助14万多名德国和外国大学生及学者。自从1925年成立以来,德意志学术交流中心资助了近260万名国内外学者。

德国另外两家国际学术交流资助机构——洪堡基金会和歌德学院也受到联邦外交部资金削减的影响。由于预算资金缩减,洪堡基金会2023 年将仅获得 4950 万欧元预算资金,与 2022 年(5070 万欧元)相比下降近 8%,而2022 年预算比 2021 ( 5500 万)年减少了 3.3%。根据预算案,德国歌德学院机构资金拨款从 2021 年到 2023 年减少了 10%,从 2021 年的2.5 亿欧元降至 2022 年 2.33 亿欧元,2023年预算进一步减少至 2.24 亿欧元。

参考资料:

https://www.forschung-und-lehre.de/politik/dem-internationalen-austausch-drohen-weitere-kuerzungen-4857

古迹保护规定限制德国风电扩建进程 

据德国媒体报道,德国向可再生能源转型计划中的风电扩建进程又受到了各州古迹保护规定的限制。德国政府于2022年4月复活节期间为加速能源转型推出了进一步发展可再生能源的“复活节计划”(Oster Paket),其中规定了各州应安排不少于2%的土地扩建风电,并且如不能达到此标准,各州不得以自然保护、飞鸟航线、交通、航空、土地、农业和土地所有权关系为理由拒绝风电扩建计划。不过,最近德国在风电扩建过程中又遭遇了新的限制,即:古迹保护(Denkmal Schutz)。

例如:在勃兰登堡州的Damitzow地区,风电运营公司WPD期望新建一个拥有5台风机的风电场,该项目可以为当地25000个4口之家提供平日用电。但就在6月中旬,公司被位于波茨坦的州环境局告知,项目由于不符合古迹保护的规定被拒绝了,具体理由为:“风电项目将对Damitzow花园古迹的‘设计构成和外观’造成重大影响。”古迹包括一座庄园和花园,当地居民抱怨高达250米的风机和转动的声响影响了周边的生活环境。而WPD公司则表示将保留对上述拒绝的紧急上诉的可能,因为公司不愿意就此放弃这个价值100万欧元的项目。

参考资料:

https://www.tagesschau.de/investigativ/rbb/erneuerbare-energien-ausbau-denkmalschutz-101.html

科学家警告欧洲干旱可能是500年来最严重

英国卫报2022年8月13日报道,在整个欧洲,干旱正在使曾经浩瀚的河流变成涓涓细流,给工业、货运、能源和食品生产带来潜在的巨大影响。欧洲去年冬季和今年春季异常干燥,随后是创纪录的夏季气温和反复的热浪,使欧洲的重要河流水道缺乏补给。由于西欧、中欧和南欧近两个月没有明显的降雨,而且在不久的将来也没有预报降雨,气象学家说,干旱可能成为该大陆 500 多年来最严重的一次。

欧盟委员会联合研究中心的Andrea Toreti说:“我们尚未对今年的活动进行全面分析,因为它仍在进行中。过去500年没有其他事件类似于 2018 年的干旱,但我认为今年更糟。在接下来的三个月里,干旱条件的风险很高。如果没有有效的缓解措施,干旱强度和频率将在欧洲北部和南部急剧增加”。

德国联邦水文研究所(BfG)表示,莱茵河的水位将继续下降。BfG 表示,未来几天水位可能会下降到接近 30 厘米。许多驳船为发电厂运送煤炭,为钢铁制造商蒂森和化工巨头巴斯夫等工业巨头运送重要原材料,它们现在只能达到正常运力的25%,运输成本提高五倍。莱茵河驳船交通完全停止将对德国和欧洲经济造成沉重打击。专家计算,2018 年停运六个月的成本约为 50 亿欧元,预计低水位将使德国今年GDP损失0.2 个百分点。

法国的河流可能不是如此重要的货运动脉,但它们确实可以为法国供应70% 电力的核电站降温。随着价格创下历史新高,电力巨头法国电力公司(EDF)因干旱被迫减产。法国规定了核电站在排放冷却水时可以将河流温度升高到何种程度。如果创纪录的低水位和高温意味着河流已经过热,他们别无选择,只能减产。随着欧洲迫在眉睫的能源危机加剧,法国核监管机构上周允许五家核电厂暂时违反规定。

意大利最长的河流——干涸的波河的流量已降至正常流量的十分之一,水位低于正常水平 2 米。由于自 11 月以来没有持续降雨,玉米和意大利水稻的生产受到重创。波河谷占意大利农业产量的 30% 至 40%,由于稻田干涸并被海水入侵,产量损失可能会多达60% 。

河流水位低和水温高对许多物种来说都是致命的。在德国巴伐利亚州,多瑙河河水达到 25 摄氏度甚至可能达到 26.5 摄氏度,这意味着它的氧气含量将降至百万分之六以下——这对鳟鱼来说是致命的。多瑙河2850公里的货运也受到严重干扰,促使塞尔维亚、罗马尼亚和保加利亚当局开始疏浚更深的航道。

发电量约 90%依赖水力发电的挪威也表示,其水库水位异常低可能最终迫使其限制电力出口。

参考资料:

https://www.theguardian.com/environment/2022/aug/13/europes-rivers-run-dry-as-scientists-warn-drought-could-be-worst-in-500-years

欧洲遭遇干旱气候导致用电短缺 

据德国ntv在2022年8月16日的消息,欧洲今夏遭遇干旱气候,并将导致供电短缺。干旱缺水将导致核电厂和水电站的停产,同时煤电厂也存在着停产的风险。据麦肯锡德国公司全球能源咨询部主管亚历山大·怀斯(Alxander Weiss)向《德国商报》透露说,“德国今年很有可能不仅会遭遇天然气短缺,还会遭遇用电短缺。所有导致供电短缺的因素都不巧地凑到了一起,德国今夏的电力生产系统会面临极大的压力。”为了防止停电,怀斯称,如果德国真的遭遇缺电,或许只能通过限制工业企业的生产用电来防止停电。这种情况与目前中国部分地区遭遇的高温、干旱气候困境相仿。报道指出,中国四川省今年夏天同样遭遇了高温和类似的供电短缺状况,当地很多城市的企业已经被政府限制并合理规划了生产用电,以防止当地大范围的停电。而中国四川生产了中国近50%数量的锂,这些锂大都用于电动车的电池制造,由于缺电,中国四川的锂产量预计今年将减少总计1200吨。目前的供电短缺已经导致了德国天然气发电站的供电量在今年7月比去年同比增加了13%,截至目前八月已同比增加了24%。气候学家尚看不到未来的欧洲气候为供电减负的希望,欧洲干旱观测站的安德里亚(Andrea Toreti)称,“尽管未来10天中欧洲多地都有可能降雨,但未来三个月内欧洲的干旱仍将超过寻常水平。”波茨坦气候研究所(PIK)的水文专家弗莱德指出,今年9月或才是欧洲最干旱季节的开始。

参考资料:

https://www.n-tv.de/wirtschaft/Duerre-gefaehrdet-Europas-Stromversorgung-article23528058.html

8月调查数据显示乌克兰战事继续影响德国商业发展

根据曼海姆大学德国商业小组(German Business Panel,GBP)8月数据显示,乌克兰战事继续拖累德国公司商业发展:企业利润预期在7月跌至新低(-9.8%),投资也在大幅缩减(-5.5%)(见下图)。在新冠援助到期背景下,对于引入新的援助措施的呼声高涨。


根据调查,德国公司当前仅有销售额处于增长区间(1.4%),利润下滑更加凸显危机造成的成本上升,特别是能源成本的压力。在此次新冠危机德国有超过53%的企业获得过国家援助,而GBP研究显示,新冠救助措施没能惠及所有需要援助的公司,最新调查表明新冠危机行业中44%的公司再次产生更高的财政援助需求。针对可能的新援助计划,研究人员表示要确保援助措施的充分性:需要财政援助的公司更可能通过减少研发投资和降低固定成本来保障资金流动性,但加大公司未来发展压力。

—— GBP Monitor 每月对800家德国公司进行商业状况调查,统计信息包括:(1)销售、利润和投资的预期变化,(2)商业决策、(3)预期的行业违约概率,(4)经济政策满意度等等。

参考资料:

https://www.accounting-for-transparency.de/wp-content/uploads/2022/08/gbp_monitor_2022_08.pdf

德国卫生部制定秋冬防疫新规

为应对今年秋冬新冠疫情可能出现的季节性增长,避免卫生系统和其他关键基础设施承受过重负担,联邦卫生部和联邦司法部共同起草了《感染保护法》(IfSG)新规。目前正在实施的防疫规则将于9月23日到期。

新的全国性防疫措施有效期为2022年10月1日至2023年4月7日。具体如下:

1、在航空和长途公共交通工具上强制佩戴口罩。

2、对进入医院以及住院护理机构和类似机构,以及门诊护理和类似服务提供者在工作期间必须佩戴口罩和进行检测。

各州可自行选择如下防疫措施:

1、在公共交通工具上强制佩戴口罩。

2、进入室内区域强制佩戴口罩。对于有检测证明或已经康复(康复证明有效期90天)的人,或已经全面接种疫苗且最后一次接种时间不超过三个月的人,可豁免。

3、在某些公共场所(如收容庇护所、拘留所、儿童之家)以及学校和日托中心须进行检测。

4、学校和教育机构的雇员和五年级及以上学生有义务佩戴口罩。

当卫生系统的正常运作受到威胁时,措施如下:

1、如果不能保持1.5米安全间隔,则在户外活动中应强制佩戴口罩,室内活动也适用此规定。康复者、刚接种过疫苗的人或接受过检测的人可豁免。

2、室内娱乐、文化和体育设施须实施强制性卫生措施。

3、在公共场所保持1.5米安全间隔。

4、为室内活动设定人数上限。

参考资料:

https://www.bundesgesundheitsministerium.de/coronavirus.html#c23063

罗伯特-科赫研究所认为德国今夏新冠疫情高峰已过

根据罗伯特-科赫研究所(RKI)的数据,继前一周大幅下降后,上周全德范围内的新冠七天发病率再次下降,共计下降27%,且在所有联邦州和年龄群体中均有所下降。经过谨慎评估后,RKI认为今夏新冠疫情的高峰已经过去。

上周,有急性呼吸道症状的新冠感染就诊人数、重症监护室新冠患者人数以及新冠死亡人数都有所下降。但罗伯特-科赫研究的专家仍然警告说,在所有新冠重症患者中,80岁以上的人群仍然是比例最高的。此外,所有年龄群体都面临着很大的被感染的压力,医疗系统持续承受负荷。该研究所预计未来几周新冠住院人数、重症监护病人和死亡人数将居高不下,特别是老年人群。因此,RKI继续呼吁“无条件”遵守防疫建议,并强调了接种疫苗的重要性。

参考资料:

https://www.tagesschau.de/inland/rki-wochenbericht-corona-gipfel-ueberschritten-101.html 

汉堡大学科研人员公布SARS-CoV-2病毒新模型 

科研人员此前对新型冠状病毒的描述基于低分辨率电子显微镜图像和SARS-CoV-1病毒的既有认知。8月15日,汉堡大学生物物理学家Andrea Thorn领导的国际科研团队对外公布了新冠病毒的新模型。

新模型对之前病毒形状的认知进行了纠正:病毒比最初想象中要小,其刺突非常灵活并漂浮在病毒包膜中。特别是刺突的数量远少于之前的想象,仅为25个左右(之前认为新冠病毒刺突数量与SARS-CoV-1相近约100个)。研究组制作了全面详尽图像集并免费对外公布,同时联合犹他大学(Utah University)制作了新冠病毒入侵肺部细胞的视频。

Andrea Thorn教授国际课题组(冠状病毒结构工作组)于2020年3月组建,目前有来自7个国家的26名研究人员参与。

参考资料:

1、新闻源:https://www.uni-hamburg.de/newsroom/im-fokus/2022/0815-coronamodell.html 

2、3D模型链接:https://sketchfab.com/3d-models/coronavirus-99c9d1a63ce44b02be1a8753b9666998 

3、病毒感染视频链接:https://www.youtube.com/watch?v=aKVXkfR0ygc

德国科学人员研究抗病毒治疗促进新冠病毒变体的形成 

近日,德国莱布尼茨病毒学研究所(LIV))在《细胞报告医学》杂志发表研究结果—瑞德西韦在长期感染患者中诱导出现SARS-CoV2变异体。免疫低下人群易长期感染新冠病毒,而长期感染被认为是病毒变异的重要因素。莱布尼茨病毒学研究所和汉堡-埃本多夫大学医院经过深入调查认为,感染持续时间长并不是出现病毒变异的决定因素,这需要一个“进化瓶颈”,例如通过抗病毒治疗产生。免疫机制低下可能导致宿主病毒多样性增加,当利用抗病毒治疗如瑞德西伟或恢复期血浆,会促进病毒获得逃逸突变的选择压力。

研究人员对14名感染时间较长(30-146天)的病患在重病期间进行了全基因组测序,包括接受和不接受抗病毒治疗的免疫功能低下和正常的人群,评估在突变发生时是否有选择压力的出现。结果显示大多数人群体内病毒稳定,但在一名接受瑞德西伟治疗的病患身上发现,在治疗开始后就出现了大量突变,其中至少一种突变会导致对瑞德西伟抗药性增加的可能。相比较,在抗炎治疗患者中仅偶然发现新变体出现。

研究人员表示,对于当前用瑞德西伟治疗非住院病患的热议,以及引入新的抗病毒疗法,这一发现尤为重要。

参考资料:

1、新闻源:https://www.leibniz-liv.de/de/aktuelles/presse/einzelansicht/archive/2022/article/sars-cov-2-antivirale-behandlung-foerdert-bildung-neuer-varianten//?tx_ttnews%5Bmonth%5D=08&cHash=dc4c1a6c9c85e76323cc4263ce76fa63 

2、研究报告:https://www.cell.com/cell-reports-medicine/pdf/S2666-3791(22)00284-1.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2666379122002841%3Fshowall%3Dtrue

推荐给朋友
  打印