  1 不易燃的氧化石墨烯薄膜，可用于大規(guī)模安全量產(chǎn)  2017年4月13日,，美國阿肯色大學(xué)研究人員開發(fā)出了一種簡單,、可規(guī)模化的將氧化石墨烯轉(zhuǎn)化為不易燃的紙狀石墨烯薄膜的方法,，可用于大規(guī)模生產(chǎn),。 該研究成果已于近期發(fā)表于《物理化學(xué)雜志》上。 阿肯色大學(xué)無機(jī)化學(xué)系副教授Ryan Tian說：“由于石墨烯具有極高的機(jī)械強(qiáng)度以及優(yōu)異的導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率,，已經(jīng)吸引了科學(xué)家們大量的研究興趣,。但是石墨烯材料的高可燃性危害了其大規(guī)模生產(chǎn)以及廣泛應(yīng)用的潛力, 是其進(jìn)一步發(fā)展和商業(yè)化的障礙?！比欢?strong style="box-sizing: border-box;">此次的研究成果使大批量生產(chǎn)石墨烯和石墨烯薄膜成為了可能,，從而可以改善從燃料電池到太陽能電池到超級電容器和傳感器等一系列產(chǎn)品。Tian教授擁有此項新技術(shù)的臨時專利,。 在過去的十年中,，科學(xué)家們一直專注于石墨烯這種只有一個原子厚的二維材料的研究，這是因為它是目前已知的機(jī)械強(qiáng)度最高,，導(dǎo)電,、導(dǎo)熱性最好的材料之一。也由于擁有這些優(yōu)異的性能,，石墨烯和類似二維材料具有取代傳統(tǒng)半導(dǎo)體的巨大潛力,。氧化石墨烯是使用石墨制備石墨烯和石墨烯衍生物材料的一個常見中間體，也是碳的一種晶體形式,。 通過使用帶有三個或更多正電荷的金屬離子,，Tian教授實驗室的研究員將氧化石墨烯片剝離成了透明的薄膜,。這種新的碳聚合物片材是柔性的、無毒的,，并且機(jī)械強(qiáng)度很高,，而且還是不易燃的。對材料的進(jìn)一步的測試表明,，使用過渡金屬或稀土金屬進(jìn)行交聯(lián)或鍵合,，將使氧化石墨烯擁有新的半導(dǎo)體、磁性和光學(xué)性質(zhì),。 2 通過捕獲過量的光子能量來生產(chǎn)太陽能燃料 2017年4月13日,，美國國家可再生能源實驗室（NREL）官網(wǎng)公布消息稱科研人員開發(fā)了一種光電化學(xué)電池，能夠捕獲通常損失的多余光子能量,，產(chǎn)生熱量,。 NREL的研發(fā)團(tuán)隊利用量子點(diǎn)（QD）和多重激子生成（MEG）工藝能夠?qū)錃猱a(chǎn)生的外部量子效率的峰值提高到114%。與目前的光電化學(xué)方法相比,，新成果可以用更高的效率和更低的成本分解水,，從而可以極大地促進(jìn)利用太陽能來制氫。  ▲硫化鉛量子點(diǎn)太陽能電池 太陽能電池的最大理論效率主要受限于可以將多少光子能量轉(zhuǎn)化為可用的電能,，其中超過半導(dǎo)體吸收帶束的光子能量會以熱能的形式損失,。MEG工藝?yán)妙~外的光子能量產(chǎn)生更多的電子，獲得額外的電勢,，而不是以熱能的形式損失掉,。量子點(diǎn)具有球形半導(dǎo)體納米晶體結(jié)構(gòu)（直徑2-10nm），可增強(qiáng)MEG過程,。 研發(fā)人員通過量子點(diǎn)內(nèi)的MEG過程,，產(chǎn)生的多個電子或電荷載體被捕獲并存儲在H2分子的化學(xué)鍵中。NREL的研發(fā)人員設(shè)計了一種硫化鉛（PbS）光電化學(xué)電池,，并指出由多余電子驅(qū)動的化學(xué)反應(yīng)為探索高效率的太陽能燃料研究奠定了新方向,。 研發(fā)成果發(fā)表在“Nature Energy”上，研發(fā)團(tuán)隊來自NREL,、科羅拉多礦業(yè)大學(xué)以及科羅拉多大學(xué)博爾德分校,。該項目主要得到了能源部科學(xué)辦公室的資助。 3 世界上第一款電池和燃?xì)廨啓C(jī)混合儲能系統(tǒng) 2017年4月18日,，GE通過官網(wǎng)發(fā)布消息稱,，GE和南加州愛迪生（Southern California Edison，簡稱SCE）聯(lián)合首發(fā)世界上第一款電池和燃?xì)廨啓C(jī)混合儲能系統(tǒng),，這是GE在宣布該創(chuàng)新技術(shù)初步部署計劃的數(shù)月后為SCE交付的兩個系統(tǒng)中的第一個,。 該系統(tǒng)稱為LM6000混合動力燃?xì)廨啓C(jī)（Hybrid Electric Gas Turbine ，簡稱Hybrid EGT）,，通過在需要時提供快速啟動功能,，可以化解加州地區(qū)的能源危機(jī),，應(yīng)對加州電網(wǎng)上不斷增加的可再生能源容量帶來的電網(wǎng)波動問題。該機(jī)組集成了10 MW/ 4.3 MWh的電池儲能系統(tǒng),，能夠立即向GE經(jīng)過驗證的50MW LM6000航空燃?xì)廨啓C(jī)提供動力,。  整體上，混合動力燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢： ◎有助于滿足加州的即時能源需求,； ◎提高靈活性,，可靠性和響應(yīng)時間，滿足客戶的能源需求,； ◎允許更有效地使用可再生能源和更快地響應(yīng)不斷變化的需求,； ◎減少南加州愛迪生公司及其客戶的運(yùn)營成本以及環(huán)境影響。 |
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