怎样弄清环境因素对电池组件材料的影响？
来源：宝鄂实业
2019-04-28 00:15
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近日，德国科研人员推出一套新方法，可以较准确地预测太阳能电池组件使用年限。
德国弗劳恩霍夫协会下属材料力学研究所发表公报称，冰雪负荷、温度变化和风负荷都会对太阳能电池组件造成机械压力，使材料紧缩和拉伸，久而久之会导致太阳能电池组件的材料疲劳。在太阳能电池组件材料中，塑料背板和由细铜丝制成的电池连接条尤为脆弱，就像不断地来回弯折一根回形针，它在某一点就会断裂。
为了弄清环境因素对电池组件材料的影响，研究人员现场测量了电池组件受机械荷载的影响。他们给一套完整的太阳能电池组件安装上传感器，可以根据电阻变化来测量电池组件材料的收缩和膨胀程度，由此计算出电池组件材料承受的机械压力。
研究人员通过数据评估发现，即便是一阵微风都足以使电池组件出现振荡，而且周围环境的温度越高，这种振荡就越明显。此外，紫外线辐射对材料疲劳的影响也超出预想。紫外线会使合成材料更硬、更脆，久而久之也会提高振荡频率。
基于现场测量结果，研究人员建立了一套３Ｄ模拟系统。这套数字仿真和模拟系统可以推断出环境因素对电池组件的长期影响，以及会产生何种机械压力，进而预测电池组件的寿命。
研究人员说，这种实测和模拟相结合的方法，不仅能预测太阳能电池组件的使用寿命，还可用于改进太能电池组件的形状、材料等。近年来人们对可再生能源和替代能源方面的需求不断增加，我们也因此也有了一些了解。比如当你听到“绿色能源”这个词时，你的脑海就会联想到太阳能和风能。那么，你是否听说过生物燃料电池(MFC)呢？
生物燃料电池中存在着一些微生物，它们能分解泔水、人肥等等有机物，从中获得电能，同时，还能产生干净的水。因此，在作为新能源潜力股的同时，MFC还能为农村地区提供洁净的水资源。哈哈，谁说污泥废水注定不能再有用处？
一个生物燃料电池一般由四部分组成：
*阳极——细菌和有机物混合在这里的无氧环境中。
*阴极——包含盐溶液的混合物，可导电。
*质子交换膜——隔开阴阳极，并只允许质子通过。
*回路——使电子能够进入负极，形成闭合回路。
阳极室中的细菌分解污水中的有机物，产生二氧化碳、质子（≈氢离子）和电子。质子和电子穿过燃料电池，与氧气结合，变成水。
说出来你也许会吃惊，MFC技术已经有超过100年的历史了。早在1911年，英国杜伦大学的M.C.Potter教授就在实验中成功用大肠杆菌发电。但是那时关于细菌的生物研究还不明朗，因此没有多少进步的空间。事实上直到上世纪80年代人们才在MFC技术上取得一些重要的进步。
到了21世纪，随着人们对可靠可持续能源的疯狂追求，MFC有了更多的技术突破，许多过去被人忽略的模糊的想法都一个个变成了现实。迄今，科学家们已经试验更换了许多种微生物和电极材料，以确定什么情况下电流输出能达到最大值。
