鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:944次 | 2019年05月15日
研究人員使用石墨膜涂覆鈣鈦礦太陽(yáng)能電池并對(duì)其進(jìn)行防水處理
研究人員使用石墨膜涂覆鈣鈦礦太陽(yáng)能電池并對(duì)其進(jìn)行防水處理。
巴斯大學(xué)可持續(xù)化學(xué)技術(shù)中心的一項(xiàng)新研究,一種更便宜、更清潔、更可持續(xù)的利用陽(yáng)光從水中制造氫燃料的方法離我們更近了一步。
為了大幅減少碳排放,以解決氣候變化緊急情況,因此迫切需要開發(fā)更清潔的替代化石燃料的能源。氫是一種零碳排放的燃料替代品,可以用來(lái)為汽車提供動(dòng)力,只產(chǎn)生廢水。
把水分解成氫和氧來(lái)制造,但是這個(gè)過(guò)程需要大量的電力。大部分電能是通過(guò)燃燒甲烷產(chǎn)生的,所以巴斯大學(xué)的研究人員正在開發(fā)一種新的太陽(yáng)能電池,這種電池利用光能直接分解水。
目前市場(chǎng)上的大多數(shù)太陽(yáng)能電池都是由硅制成的,但是它們的制造成本很高,而且需要大量非常純的硅來(lái)制造。它們也非常厚和重,這限制了它們的應(yīng)用。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池使用的材料與氧化鈣具有相同的三維結(jié)構(gòu),制造成本更低,更薄,而且可以很容易地打印在表面。它們也可以在低光照條件下工作,并且可以產(chǎn)生比硅電池更高的電壓,這意味著它們可以在室內(nèi)為設(shè)備供電,而不需要插入電源。缺點(diǎn)是它們?cè)谒胁环€(wěn)定,這對(duì)它們的發(fā)展構(gòu)成了巨大的障礙,也限制了它們直接用于生產(chǎn)清潔的氫燃料。
巴斯大學(xué)可持續(xù)化學(xué)技術(shù)中心的科學(xué)家和化學(xué)工程師組成的團(tuán)隊(duì)利用石墨制成的防水涂料解決了這個(gè)問(wèn)題。他們測(cè)試了防水效果,方法是將涂層鈣鈦礦電池浸入水中,并利用收集的太陽(yáng)能將水分解成氫和氧。涂層電池在水下工作了30小時(shí),比之前的記錄長(zhǎng)了10個(gè)小時(shí)。
在這段時(shí)間之后,夾在電池表面的膠水失效了??茖W(xué)家們預(yù)計(jì)使用一種更強(qiáng)的膠水可以使電池穩(wěn)定更長(zhǎng)時(shí)間。在此之前,含銦的合金被用來(lái)保護(hù)太陽(yáng)能電池進(jìn)行水的劈裂,但是銦是一種稀有金屬,價(jià)格昂貴,開采過(guò)程是不可持續(xù)的。
巴斯團(tuán)隊(duì)使用的是商用石墨,它非常便宜,比銦更可持續(xù)。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)可以讓人們更容易負(fù)擔(dān)得起太陽(yáng)能,并且可以將太陽(yáng)能電池打印到屋頂?shù)耐咂?。然而,目前它們?cè)谒写_實(shí)不穩(wěn)定,如果它們?cè)谟曛腥芙?,太?yáng)能電池就沒(méi)有多大用處了!
現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種涂層,可以有效地防水電池的一系列應(yīng)用。最令人興奮的是,使用的石墨它比以前嘗試的材料便宜得多,也更可持續(xù)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池比硅基電池產(chǎn)生更高的電壓,但仍然不足以單獨(dú)使用太陽(yáng)能電池分裂水。為了解決這一挑戰(zhàn),研究小組正在添加催化劑,以降低驅(qū)動(dòng)反應(yīng)所需的能量。目前氫燃料是由燃燒甲烷制成的,這既不清潔也不可持續(xù)。但我們希望,未來(lái)我們能利用鈣鈦礦電池,從太陽(yáng)能中制造出清潔的氫和氧燃料。
上一篇:石墨烯——可能有助于鋰的填充