燃料电池采用铂作为催化剂,其缺点是什么?
据全球电池网了解,美国能源部太平洋西北国家实验室的研究人员,首次采用铁基催化剂快速、高效分裂氢气发电,使燃料电池的成本大大降低。
该实验项目的负责人化学家R.莫里斯・布洛克说,现在燃料电池采用铂作为催化剂,其缺点是价格要比铁超出1000倍。而他的研究小组已经开发使用较为便宜的金属,如将镍和铁作为催化剂,可以快速分割氢达到每秒两个分子,接近商业催化剂的效率。
通过实验的设计,研究团队测定了催化剂分裂氢分子的速度,最高值大约每秒可以分裂两个分子。此外,研究人员还确定了其过电压,以衡量催化剂的效率。结果显示,过电压达160―220毫伏,显然已经具有商业催化剂的效率。
研究团队目前正在设法减缓这些反应步骤,以便加快其速度以及确定在最佳条件下掌控该催化剂的执行效果。
德国Heliatek公司于2013年1月16日宣布,该公司开发出了单元效率为12.0%的有机薄膜太阳能电池(OPV)。据称,这是由德国测试机构SGS Institute得出的检测结果。在OPV中,12%的单元效率可以说是全球最高值,此前的最高值是三菱化学公司的11.0%。
Heliatek此次制造的有机薄膜太阳能电池单元的面积为1.1平方厘米,元件构造为串联(双接合)型,在树脂薄膜基板上通过真空蒸镀法层叠被称为“低聚体”的低分子有机半导体材料等。据称,Heliatek使用的有机半导体材料的一部分是在德国乌尔姆大学(Ulm University)的Institute of Organic Chemistry II and Advanced Materials(有机化学II及先进材料研究所)开发制造的。
Heliatek称,转换效率为12.0%的OPV的实际发电量与转换效率为14~15%的硅类太阳能电池相同。这是因为OPV的转换效率即使在低光照和高温环境下也不易下降。
Heliatek首席执行官(CEO)Thibaud Le Seguillon表示,“这次的成果对我们是一种鼓励,我们的目标是在2015年实现15%的转换效率。我们制造的是太阳能电池薄膜而非‘太阳能电池板’。我们将把太阳能电池薄膜作为发电部件安装在大厦的建筑材料、汽车以及各种遮光板上。”
锂离子电池具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点,已广泛应用于军事和民用小型电器。虽然业界公认锂离子电池特别适合用作动力电池,但在充电性能、电池均衡管理、电路开发及安全性等方面锂离子电池仍存在不少问题。
昆明七零五所科技发展总公司在水下产品锂离子动力电池集成及充电器技术方面,北京理工大学在电动汽车领域锂离子动力电池管理系统方面各有千秋。为实现双方在上述技术领域互通有无、优势互补,促进高能电池及管理系统科技水平提升,云南省科技厅支持昆明七零五所科技发展总公司与北京理工大学、昆明北理工科技孵化器有限公司共同实施了省院省校科技合作专项项目“高能电池及管理系统应用关键技术研究及产业化”。
项目实施期间,3家单位开展密切合作,共完成了:动力电池系统集成技术、动力电池系统流场温度场、动力电池管理系统、动力电池组充放电策略、动力电池系统的评估指标和评价方法、动力电池系统被动安全性、动力电池成组模块的工艺实现、动态工况的SOC估计算法研究和寿命衰退机理等8个理论研究课题。整体提高了七零五公司开发的小型水下运载器动力电池模块技术,并得以工程化;同时,将七零五公司开发的动力电池系统密封技术应用于北京理工大学的电动汽车项目,提高了电池舱体的防水等级和安全等级;此外,还将北京理工大学动力电池温度测量系统成果应用于七零五公司的水下产品,运行效果良好。
基于项目实施,七零五公司和北京理工大学“产学研”合作不断深化,组成科研联合体,结合产业发展需求,形成了“以研促产、以产养研”运营模式,显著提升了公司经营效益。项目实施期间,共销售高能动力电池组180余套、电池管理系统20余套,实现销售收入5000万元以上。获实用新型专利8项,发表学术论文14篇,培养硕士研究生4人、相关工程技术人员5人,进一步增强了公司自主创新能力。
本项目有效促进了七零五公司军用技术向民用领域的转化和拓展,科研成果直接应用于电动清洁车和填补国内空白的民用型蛙人运载器上,社会效益明显、市场前景广阔,真正实现了寓军于民、军民结合。