#新能源材料周報#微型固態氧化物燃料電池可使無人機續航超1小時

新能源材料一周縱覽045期
20160307-20160313

本期快訊：微型固態氧化物燃料電池可使無人機續航超1小時；新催化劑制備方法使燃料電池獲突破；一步合成碳氫化合物燃料；頻率調節新方式：電池儲能；屋頂太陽能發電任重道遠；鋰離子電池用新型電極材料；強強聯手——鋰電池和太陽能的結合使用；可高效分離氧氣的金屬有機骨架。

1、微型固態氧化物燃料電池可使無人機續航超1小時
Micro solid oxide fuel cell makes drones fly more than 1 hour

無人機應用廣泛，但是它最大的不足就是電池容量太小，飛行時間小于1小時。Gyeong Man Choi教授和他的團隊最近解決了這一問題。他們發明了一種將多孔不銹鋼、薄膜電解質和具有最小比熱容的電極結合在一起的技術，使用這種技術制作的固體氧化物燃料電池性能大幅提高，在550℃能量密度達到560 mW cm^-2 。這種新型電池可以應用到許多電子設備上。

相關文章發表在Scientific Reports。

2、新催化劑制備方法使燃料電池獲突破
Innovative catalyst fabrication method may yield breakthrough in fuel cell development

鉑可以用于制作燃料電池的催化劑，但是具存在一些缺點：可能催化許多副反應；被反應物污染（鉑中毒）。金元素雖然具有惰性，但是其納米顆粒具有很高的活性，可以催化氧進行還原反應，并且沒有鉑的缺點。日本九州大學的一個科研團隊發明了一種新方法用于制作納米金顆粒。科學家Tsuyohiko Fujigaya說：“通過包裹聚苯并咪唑，我們成功的創造了一個更好的納米金顆粒承載環境”。科學家們還測試了這種新的催化劑，發現這種催化劑催化的反應具有目前報道過的最低的活化能。

相關文章發表在Scientific Reports。

3、一步合成碳氫化合物燃料
Synthesize hydrocarbon fuel in one step

德克薩斯大學的化學家和工程師證明，使用集中光、高溫和高壓條件僅需一步就可以一步將二氧化碳和水直接轉化為可用的液態烴燃料。

這項新的可持續能源技術可幫助利用大氣中的二氧化碳制造燃料，從而抑制全球變暖的趨勢。研究人員說，這個過程也將使副產物氧氣回到大氣系統，利于環保。MacDonnell說，“我們下一步要做的是開發一個與太陽光譜匹配更好的光催化劑，然后我們便可以更有效地使用可持續太陽能液體燃料。”

相關研究成果發表在PNAS上。

4、頻率調節新方式：電池儲能
Battery Storage：A Clean Alternative for Frequency Regulation

電網規模的電池儲能系統有多種用途：利用可再生能源，減少發電廠用電和提供短期應急備用電源。電池制造商 Kokam正“悄悄”建設世界上最大的鋰NMC電池儲能系統，其主要目的是頻率調節。該系統是封閉體系，能耗少，成本低，極具前景。

5、屋頂太陽能發電任重道遠
Utilities, Solar Energy and The Fight for Your Roof

從很多角度來說，太陽能發電已勢不可擋。比如說，價格下降，備用電源出現而不需要連接到電網，政府支持等。盡管如此，屋頂太陽能發電仍有很長一段路要走。

去年預測，太陽能很快會與公用事業的電力價格相當。然而天然氣成本直線下降，使得電力價格降低，而太陽能電池板價格卻已經趨于平穩。此外，屋頂太陽能發電降低了電廠發電功率，意味著要對電網進行升級改造。最后，屋頂太陽能發電不及電廠穩定。

6、鋰離子電池用新型電極材料
Green, biomineralization-inspired synthesis of a Li-Ion battery material

北京工業大學的研究人員設計出一種TiO2/還原氧化石墨烯(RGO)的網狀復合電極材料，表現出了優異的倍率和循環性能，并且對環境零污染。在合成過程中，氧化石墨烯表面包覆了一層帶電的聚合物。該聚合物可控制TiO2的結晶過程，并將結晶過程限制在氧化石墨烯基底的表面。當石墨烯被還原后，TiO2形成網狀交聯的納米顆粒，網狀孔隙可以脫嵌鋰離子，從而提高電池性能。

相關研究成果發表在Advanced Science上。

7、強強聯手——鋰電池和太陽能的結合使用
Research for lithium ion batteries that can assist in utilising wind and solar energy

澳大利亞的研究人員正在研究一種鋰電池，可以應用在風力或者太陽能發電廠，將白天產生的電力儲存起來，在需要的時候釋放出電能。他們利用一系列的化學、熱力學和機械方法制獲得了一種由微晶纖維素制成的混合正極材料，綠色無污染。

8、可高效分離氧氣的金屬有機骨架
Mix and match MOF: New composite material that traps oxygen selectively could be useful for energy applications such as fuel cells

目前，一個研究小組創造出了可協同分離氧氣與其它氣體的MOF/輔助分子材料。這項研究成果有著廣泛的應用前景，比如用于消除食品包裝中的氧氣。此外，MOF或有機金屬框架材料含有大量的氣孔，可以用來吸收氣體，因此在核燃料分離和輕量級的除濕機中可得到應用。

本期周報由材料人新能源周報小組供稿，材料牛編輯整理。