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#新能源周報#太陽能電池與鋰離子電池強強新組合
發布:lee_9124   時間:2015/9/9 12:24:27   閱讀:2264 
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新能源材料一周縱覽   20150901-201500907


為了更好地為新能源領域的科研工作者服務,特推出新能源周刊,整理匯總過去一周世界范圍內新能源材料研究的最新成果,以期能夠為各位提供最新的知識,應對不斷變化的世界。你們的滿意,是我們不斷前進的動力!
 
1.細致探究光解制氫過程

(Making fuel from light)
 
 
 
美國阿貢實驗室的研究人員利用一種新方法,從而可以更詳細地探究從太陽能吸收電子獲得太陽能燃料的過程,而這將大大提高現有光轉化燃料系統的效率。
 
研究人員將菠菜中的一種蛋白質同時安放在光吸收分子和產氫催化劑中,該蛋白質起到穩定光敏劑和催化劑的作用,從而可以使研究人員能夠觀察到兩者之間的電子流動。同時,研究人員利用瞬態光譜學,來觀察當化合物進行化學反應時發生的顏色變化,并結合電子順磁共振技術,來研究電子融進分子的區域。這一研究成果發表在近期的《Chemical Communications》期刊上。
 
阿貢實驗室自上世紀六十年代就開始進行人工操控光合作用的研究,這一研究成果將推進該系統在汽車、家居領域的應用。
  
2.蘋果公司為移動設備研制新型燃料電池

(Apple patent looks at fuel cell system for portable device )
 
 
 
美國專利局近日公布了蘋果在今年三月份申請的燃料電池系統專利,根據專利文件顯示,該專利可能應用在未來的MacBook等設備上,并可讓續航時間提升至一周。根據公開的專利圖文顯示,蘋果計劃利用氫燃料來產生電能,給電子設備供電。蘋果正在開發供電系統和設備的功能連接方式,以及后續采用何種方式添加氫燃料。
 
其實早在上個月底,英國“智能能源公司”就已經宣布成功開發了一款氫燃料電池,可以給蘋果iPhone 6手機的電池充電,續航時間長達一周。據悉這家公司開發的氫燃料電池體積超薄。
  
3.具有導電性的新型三維納米材料

(New nanomaterial maintains conductivity in 3-D)
 
 
         
一國際研究團隊近日設計出一種無縫碳基納米材料,在三維方向上具有優異的熱性能、電性能和機械性能,可作為高效率電池和超級電容器的潛在應用材料。為了獲得該三維材料,研究人員首先在長度和圓周方向上刻蝕微小的鋁導線,鋁導線呈放射狀排列,隨后利用化學氣象沉積的方法在導線表面涂覆一層石墨烯,該過程不使用任何金屬催化劑,從而避免表面金屬殘留。石墨烯沿著鋁導線生長,生成的納米管利用共價鍵結合,形成純的碳-碳結合,將熱阻抗和電阻抗降到最低。該結構也具有極高的比表面積,提高了材料的傳輸性能。
 
測試結果表明該材料可作為高效儲能裝置的理想電極,單位面積電容達到每平方厘米8940萬法拉,利用該材料制成的染料敏化太陽能電池,轉化效率達到6.8%,其綜合性能要比傳統鉑絲電極制成的電池要高兩倍多。該研究結果在線發表在《Science Advances》期刊上。
 
該材料具有廣泛的應用空間,在超級電容器、燃料電池、敏感傳感器、可穿戴設備以及多功能航空航天系統中發展潛力巨大。
  
4.太陽能電池更進一步,可吸收利用光譜范圍實現擴大

(Solar cell absorbs high-energy light at 30-fold higher concentration)
 
 
 
分別來自伯克利實驗室和伊利諾伊大學的一組科學家通過結合量子點光發射器與光譜匹配光子反光鏡創建出了一種高光能吸收的太陽能電池。這種電池收集藍色光子的能力是傳統太陽能電池的30倍,且具有有史以來最高的發光集中系數。其原因在于,不同于傳統太陽能電池直接吸收光將其轉換成電能,這種包含有發光太陽聚光器的太陽能電池能夠將陽光接收后重新發射得到波長更長的光,之后微型太陽能電池再將波長增長的光波高效率的吸收,轉換成所需的電能。這樣能夠提高短波光的利用率,擴大可利用光光譜,從而達到更高效率的光吸收。這一研究成果發表在近期的《ACS Photonics》期刊上。
 
由于該電池吸收藍色光子效率達到82%,因此研究人員相信這將促進低成本太陽能電池的發展。
  
5.太陽能電池與鋰離子電池強強新組合,電動汽車能源續航不再是問題

(Researchers efficiently charge a lithium-ion battery with solar cell)
 
 
 
凱斯西儲大學的研究人員為了實現更符合電動汽車需求的電池,將4個以CH3NH3PbI3為材料的鈣鈦礦太陽能電池串聯形成電池組來提高電壓,以直接對鋰離子電池進行光充電并達到了7.8%的高總光電轉換。同時還具有優良的存儲效率和循環穩定性,比之鋰離子電池,鋰-空氣電池,液流電池和超級電容器集成光充電組件具有更優異的性能。
 
因此基于鈣鈦礦集成太陽能電池和鋰離子電池新開發的自充電單元將有望于各種潛在的應用,目前而言推動了電動汽車能源問題上的進展。近期相關內容發表在了《Nature Communications》上。


來源: 材料人網
 
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