国产精品一区二区视频-亚洲狠狠爱-久久久久女人精品毛片九一-99资源站-午夜神马福利-极品尤物一区二区三区-羞羞的视频网站-欧美三区四区-污污网站免费-乱色精品无码一区二区国产盗-国产黄色在线看-国产成人亚洲精品-国产欧美一区二区三区四区-一品毛片-凹凸精品熟女在线观看

中科大用石墨烯實現"太陽能制氫儲氫一體化" 助推氫燃料動力電池發展

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年09月27日  

三明治,不少人都品嘗過,但今天本期科技能見度要說的三明治,卻非常神奇,它可以讓我們傳統儲存電能的電池變成一個小型發電廠,而且和傳統電池差別最大的是,它還是一種清潔能源。


近日,我國科學技術大學科研團隊的一項研究顯示,利用石墨烯材料做容器,采用類似三明治的結構,有望解決高儲氫率下的安全儲氫以及低成本收集氫氣兩方面問題,從而促成氫氣燃料動力電池的發展。該研究的相關論文發表在學術刊物《自然通訊》上。


氫能源發熱值是汽油3倍


氫能,是公認的清潔能源。早在20世紀70年代,氫能經濟這一概念就被提出。簡單來說,其設想了用太陽光驅動,利用水制造氫氣,并以氫為媒介(制備、儲存、運輸和轉化)取代現有的石油經濟體系,從而達到環保可再生的目標。


關于氫能的優勢,上述論文的通訊作者、我國科學技術大學化學和材料科學學院江俊教授提到三點:其一,氫氣含能高,除核燃料外,氫的發熱值是目前所有燃料中最高的,是汽油的3倍。氫的高能,使氫成為推進航天器的重要燃料之一。其二,氫氣是一種清潔能源,本身無毒,燃燒產物是水,無污染,且可以循環使用。第三,氫的來源也非常廣泛,除了礦物燃料制氫外,無處不在的水也被稱為氫礦。


目前,氫能的應用重要以燃料動力電池為核心。燃料動力電池概念最早由英國威爾士科學家格羅夫(WilliamGrove)于1839年提出,燃料和空氣分別送進燃料動力電池,電就被生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能儲電而是一個發電廠。


氫燃料動力電池和普通電池的差別重要在于:干電池、蓄電池是一種儲能裝置,是把電能貯存起來,要時再釋放出來;而氫燃料動力電池嚴格地說是一種把化學能直接轉化為電能的發電裝置。


氫能源成本和安全仍有局限


浙江大學化學工程和生物工程學系趙永志副教授等專家認為,氫能源在包括燃料動力電池汽車、分布式發電、應急電源等領域的應用,已接近產業化。


在氫燃料動力電池汽車方面,日本的研究走得很早,如豐田甚至有實驗性質的氫燃料動力電池汽車Mirai,并且已經少量上市銷售。在國內,氫燃料動力電池汽車開發也緊隨其后,在北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會及深圳大運會期間,我國都開展了燃料動力電池汽車的示范項目。


清華大學汽車工程系李建秋教授認為,預計到2020年,國內燃料動力電池汽車將有1萬輛左右示范運行,從2025年開始,燃料動力電池汽車產量將會大幅度提高,按照每年10萬輛的速度遞增。


不過,成本和安全上的考慮仍無法回避。如同濟大學汽車學院副研究員鄭俊生曾表示,電池價格高企是制約氫燃料汽車發展的瓶頸之一。他解釋,氫燃料動力電池的催化劑是鉑金類金屬,其價格高昂,雖然技術進步大幅減少了使用量,但仍然制約了氫燃料動力電池的成本。此外,由于氫氣的貯藏和運輸面對特殊困難,同時加氫站作為氫燃料動力電池汽車重要基礎設施建設成本較高,均限制了其推廣。


而分布式發電,一般是指靠近最終用戶處(廠、商業公司、公共建筑、街區、私人住戶)的集成或者單機的小型發電裝置。目前,以燃料動力電池為主的分布式發電已在歐美及日韓等地區開始初步商業化。


另外,作為應急電源,氫燃料動力電池相較鉛酸蓄電池來說,其具有的能源效率高、環境友好、占地面積小、質量輕、運行穩定可靠、壽命長等特點,也開始受到應急電源市場越來越多的青睞。目前,在通信領域,用燃料動力電池做應急電源已不罕見,如我國三大電信運營商也已經有燃料動力電池備用電源投入使用。


蘭州大學物理學博士褚士兵在其論文中寫道,高效的氫氣儲存是燃料動力電池進行廣泛商業應用的一個條件。但是現在多數的氫氣儲存方法,包括壓縮、液化、金屬氧化物,都難以達到完全取代化石燃料的最低標準。


關于氫燃料動力電池,科學家的另一種儲存思路是,把氫氣通過物理或者化學吸附形成固態物質,比如和金屬原子形成金屬氫化物,和有機分子形成化學氫化物。此外,利用大表面材料如富勒烯、石墨烯等吸附也是一種思路。


用石墨烯


可實現安全儲氫


2004年,英國曼徹斯特大學安德烈海姆教授和康斯坦丁諾沃肖羅夫博士等,用膠帶反復剝離高定向熱解石墨的方法,得到了穩定存在的石墨烯。由于石墨烯優異的電學、光學和機械性能,以及石墨烯廣泛的應用前景,其發現者海姆和諾沃肖羅夫被授予2010年度諾貝爾物理學獎。


成功制得石墨烯之后,海姆團隊進一步研究,證實石墨烯能讓質子穿透,這意味著可將空氣中的氫氣制成燃料動力電池,出現電力和水分,成為一種無碳、無污染的革命性環保能源。


江俊介紹,他們的研究正是受到了海姆近年工作的啟發:石墨烯能夠隔絕所有氣體和液體,卻對質子能夠網開一面,大方放行。利用這一大自然給質子開的方便之門,江俊等設計了一種三明治結構,將碳氮材料夾在兩層石墨烯中。


這種夾心的三明治結構可以同時吸收紫外光和可見光,利用源源不斷的太陽光能出現正負電荷,將帶有能量的正負電荷迅速分離,并分別跑到外層石墨烯和碳氮夾心層,充分施展出二者各自的能力:石墨烯表面的水分子在正電荷的幫助下分解,出現質子。這些質子可穿透石墨烯,遇到電子后反應出現氫氣。由于只有質子能夠通過石墨烯,而出現的氫氣不能穿透石墨烯,光解水出現的氫氣分子被安全地保留在三明治復合體系內。同時,氧原子、氧氣、羥基等物質無法進入復合體系,從而抑制了氧和氫重新變為水的逆反應發生,實現了高儲氫率下的安全儲氫。


江俊介紹,不僅是石墨烯和碳氮材料,其他如富勒烯、碳納米管等和光催化劑也可用于這一復合體系中。這為實現太陽能裂解水轉換為氫能創造了可能,并進而有助于氫能的大規模應用。


相關產品

主站蜘蛛池模板: av网站在线播放 | 亚洲自拍偷拍一区二区三区 | 久久精品99国产精品日本 | 欧美88av| 中文字幕天堂在线 | 下面一进一出好爽视频 | 亚洲一区二区精品在线 | 国产99久久九九精品无码免费 | 喷水视频在线观看 | 中文字幕一区二区三区人妻不卡 | 国产精品自产拍在线观看 | 制服丝袜一区 | 在线观看黄网站 | 青草久久久久 | 亚洲va久久久噜噜噜久久天堂 | 亚洲人成电影网 | 女futa攻玩遍整个后宫 | 亚洲欧美激情小说另类 | 亚日韩 | 五月婷婷六月色 | 亚洲综合图片一区 | 中文字幕亚洲欧美日韩高清 | 欧美日韩一区精品 | 欧美视频亚洲视频 | 欧美性做爰猛烈叫床潮 | 天堂在线1 | 波多野结衣在线观看视频 | 波多野结衣中文字幕在线 | 免费成人黄色网址 | 成人激情自拍 | 国产日韩欧美精品一区 | 国产精品香蕉国产 | 精品人成| 国产成年人视频 | 99久久免费精品 | 欧美一二三区 | 日韩色综合 | 91丨porny丨刺激| 亚洲两性视频 | 亚洲激情一区二区三区 | 国产三级自拍视频 | 免费看成人片 | 日韩一级片免费在线观看 | 久久影片 | 国产精品久久久久久免费 | 九色视频在线播放 | 波多野结衣在线观看一区 | 日韩欧美一区二区在线观看 | 97伊人网 | 国产夫妻视频 | 日批视频在线播放 | 国产精品免费在线播放 | 久久免费精品 | 2024国产精品 | 国产黑丝视频 | 中文字幕制服诱惑 | 一区在线视频 | 男人和女人做爽爽视频 | 日本青青草视频 | 国产激情片| 久一精品| 国产精品三 | 香蕉视频国产 | 天堂网在线观看视频 | 日韩和欧美的一区二区 | www.三区| 日日碰狠狠添天天爽无码 | 永久影院| 中国第一毛片 | 亚州av综合色区无码一区 | 男男巨肉啪啪动漫3d | 97伦伦午夜电影理伦片 | 黄色资源在线观看 | www.久操| 嫩模啪啪| 一卡二卡国产 | 黄色片一级片 | 调教女m荡骚贱淫故事 | 久久国产精品无码网站 | 久久成年人视频 | 午夜av网站| 天堂av√| 亚洲无码精品一区二区三区 | 夜夜骑天天干 | 欧美人与性动交ccoo | 精品欧美一区二区三区免费观看 | 天天干天天插天天射 | 很黄很色的视频 | 国产成人三级在线观看视频 | 精品人妻伦一二三区久 | 醉酒壮男gay强迫野外xx | 日韩精品视频网 | 熟女肥臀白浆大屁股一区二区 | 国产v在线观看 | 黄色片网站免费观看 | 亚洲永久免费网站 | 超碰免费成人 | 国产精品一区二区三区久久久 | 欧美中文在线观看 |