離子電池有新突破 低溫太陽能電池成功研發(fā) - 無圖版
hrconn --- 2014-12-22 14:57:28
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新式電極設計可望實現(xiàn)快速充電
美國普渡大學(Purdue University)的研究人員為鋰離子電池開發(fā)出一種新的電極設計，利用钖氧奈米粒子網(wǎng)路取代傳統(tǒng)的石墨電極，可望使電池的充電時間從幾個小時縮短到幾分鐘內(nèi)完成。
當今大多數(shù)鋰離子電池的陽極都是由石墨制造而成的，理論上只能達到372mA-hr/g的最大儲存容量，因而阻礙了電池技術(shù)的進步。
普渡大學的研究人員以基于“多孔互連”钖氧化物結(jié)構(gòu)的陽極進行一系列的實驗，這種钖氧結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)比石墨充電容量理論值更高兩倍的儲存容量。根據(jù)研究人員的展示，這種實驗性的電池陽極能夠在30分鐘內(nèi)完成充電，并提供430mA-hr/g的儲存容量。
這種新的電池陽極是由互連的钖氧化物奈米粒子“有序網(wǎng)路”所組成的，使其十分適用于實際的商業(yè)生產(chǎn)。普渡大學化學工程副教授Vilas Pol解釋，因為它們只需透過在沸水中添加錫醇鹽先質(zhì)后再進行熱處理即可合成。
Pol說：“這是一種在沸水中加熱金屬-有機先質(zhì)的簡單快速方法。所采用的先質(zhì)化合物是固體錫醇，這是一種類似于具有成本效益以及廣泛使用的鈦醇鹽，未來也會成為完全可負擔得起的材料。”
這項研究已發(fā)表于最新一期的《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上。
在電池的充放電周期，當錫氧化物奈米粒子在加熱到攝氏400度時，就會自組裝成為一種含孔隙的網(wǎng)路，而使材料膨脹、收縮或呼吸。
“這些孔隙空間在此結(jié)構(gòu)中非常重要，”普渡大學博士后研究助理Vinodkumar Etacheri說，“如果少了適當?shù)目紫洞笮�，以及各個錫氧化物奈米粒子之間的互連，就會使電池發(fā)生故障�！�
低溫太陽能電池成功研發(fā) 效率高成本低
近日，美國設備專業(yè)公司Natcore Technology的科學家宣布，通過結(jié)合專有先進技術(shù)與鐳射加工技術(shù)，Natcore已研發(fā)出一種全低溫、鐳射加工的太陽能電池。
Natcore科學家聲稱，Natcore工藝中無需溫度高于350攝氏度的步驟。得益于精制的工藝，太陽能電池的功率輸出大幅提升，生產(chǎn)成本卻進一步下滑�？茖W家團隊最新實驗證實電池的開路電壓已高于0.6 V，這已向他們的短期目標(0.65V)邁進了一大步。在進一步細化下，首批電池的效率已等于或高出當今最佳的商業(yè)電池。
Natcore下一步戰(zhàn)略計劃將黑硅抗反射控制技術(shù)運用進太陽能電池，將電池的前觸點移至背部，即所謂的互相交錯接觸模式。消除前觸點能夠令吸收進的太陽光線增加3%-4%，從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率。
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