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什么是太阳能高能澳门新葡萄京app?

新能源的开发是始终备受关注的话题,最近出现了一种叫高能澳门新葡萄京app的新能源澳门新葡萄京app,那高能澳门新葡萄京app是什么呢?

高能澳门新葡萄京app是指具有较高比能量的澳门新葡萄京app。比较耐用和供电量高澳门新葡萄京app比能量,在澳门新葡萄京app反应中,1千克反应物质所产生的电能称为澳门新葡萄京app的理论比能量。

高能澳门新葡萄京app

据在国际顶级期刊《科学》(Science)杂志上报道,来自中国南开大学的澳门新葡萄京app研究团队在太阳能澳门新葡萄京app这一领域有了最新的研究进展——他们制备了一种基于有机半导体材料的太阳能澳门新葡萄京app,其能量转化效率(把光能转化成电能的效率)达到了17.3%,放置166天后性能仅有轻微衰减(约4%)。

17.3%是什么概念?可以说,它超越了目前同类有机太阳能澳门新葡萄京app效率14%的最高值,创下了新的世界纪录——在提高能源转化率方面,每个百分点的进步都极其不易。

太阳能澳门新葡萄京app这个概念,或许大家都不陌生。但具体说到制造太阳能澳门新葡萄京app的材料,可能了解的人就不多了。目前,已经商品化的太阳能澳门新葡萄京app板大多由无机半导体材料制造,它具有原材料易获取(比如硅)、吸取光谱宽、能量转化效率高等优势。但事实上,无机半导体材料并不是将太阳能转化为电能的完美解决方案,原因在于——它们太脆了,科学家们必须不断去开发和寻找可替代的解决方案。

有机太阳能澳门新葡萄京app一直是近年来学术界和工业界的研究热点。此外,科学家们经过分析后普遍认为,如果继续优化澳门新葡萄京app器件构型和材料选择,有机太阳能澳门新葡萄京app的能量转化效率理论上可以突破25%。尤其在过去的十年间,有机太阳能澳门新葡萄京app更是经历了跃迁式的发展,其性能已经可以与商品化的无机硅澳门新葡萄京app媲美,像高处的王冠一样鼓舞着科学家们不断地接近它。

不过,大家距离真正的有机太阳能澳门新葡萄京app的商品化还有一段距离,仍有一些问题需要克服——比如,很多有机材料在太阳光的照射下并不那么稳定、制作过程中使用的溶剂毒性较大,以及大规模生产工艺尚未成熟。

高能澳门新葡萄京app应用主要有:遥感勘测、航天航空、海洋勘探、地质调研

高能澳门新葡萄京app的种类

①以镁作负极活性物质的镁干高能澳门新葡萄京app:其结构与锌-锰干澳门新葡萄京app基本相同。镁的标准电极电势比较低,电化学当量小,具备了作为高能澳门新葡萄京app负极活性物质的优良条件。例如镁-锰干澳门新葡萄京app的实际比能量是锌-锰干澳门新葡萄京app的4倍,工作时电压平稳,在低温下也具有较好的工作能力,并且能耐高温贮存。其缺点是有电压滞后现象(接通后需要经一段时间,电压才能上升至终止电压值),滞后时间约为2~3秒;由于腐蚀作用,镁电极电流效率低;不宜于小电流长时间的间歇放电。

②金属-空气高能澳门新葡萄京app:以空气中的氧气作为正极活性物质,金属作为负极活性物质的澳门新葡萄京app。

③锂-非水电解质溶液高能澳门新葡萄京app:锂的电化学当量约为镁的二分之一,因此作为高能澳门新葡萄京app的负极,锂比镁更优越。但锂与水要激烈反应,须采用有机溶剂或非水的无机溶剂来配制电解质溶液,再加入无机盐使之导电。使用的正极材料主要有固体氟化物、氯化物、氧化物、硫化物。这些澳门新葡萄京app的理论比能量大都在1000瓦时/千克以上。其实际比能量也比较高。例如锂-氟化铜(Li/CuF2)澳门新葡萄京app在放电电流密度为2毫安/厘米2时,实际比能量可达250瓦时/千克。由于有机电解质溶液的比电导小,电流密度不能提高,因此锂-非水电解质溶液澳门新葡萄京app是一种高比能量、低功率的澳门新葡萄京app。而锂-硫化物澳门新葡萄京app在重负荷下放电,特别当外部短路时还会发生爆炸。

④钠-硫高能澳门新葡萄京app:是近几年研制出的比较成熟的一种二次高能澳门新葡萄京app。它的负极是熔融金属钠(Na);正极活性物质是熔融多硫化钠(Na2Sx),通常充满在多孔碳中,碳作为正极集流体。需采用导电陶瓷管将钠与多硫化钠隔开,以防直接反应而引起自放电。此外,陶瓷管还起澳门新葡萄京app中的电解质作用。澳门新葡萄京app放电时,负极上的反应为2Na─→2Na++2e-Na+

通过导电陶瓷管进入正极与硫发生反应形成多硫化物。当负极的钠耗尽的时候则放电终止。为使钠和多硫化钠都处于液态,放电需在300℃左右进行。钠-硫澳门新葡萄京app的实际比能量已经达100瓦时/千克,充放电循环寿命可达2000个深放电循环,因此特别适于用作车辆的电力澳门新葡萄京app。

⑤锂高温高能澳门新葡萄京app:以锂为负极,硫族(包括硫化物)和氯气为正极活性物质,熔融盐为电解质的澳门新葡萄京app。由于采用熔融盐,澳门新葡萄京app在300~600℃间工作,因此锂高温高能澳门新葡萄京app与钠-硫澳门新葡萄京app合称为高温澳门新葡萄京app。液态锂电极经多次充放电循环后易失去湿润性;硫在高温下要挥发,并有腐蚀性;氯是气体,难以处理。因此锂高温澳门新葡萄京app研制的方向将向以锂合金为负极和以硫化物为正极的方向发展。如锂铝合金-硫化铁澳门新葡萄京app,其澳门新葡萄京app反应为4LiAl+FeS2─→2Li2S+Fe+4Al

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