#新能源周報#磷烯固材助力鋰硫電池

新能源材料一周縱覽050期
201604011-20160417

本期導讀：生物太陽能電池的突破；隔膜+電解液=；高靈敏度的自供電智能皮膚；提高光-電轉換的新辦法：量子點；磷烯固材助力鋰硫電池；強強聯合：DNA與納米示蹤劑合力尋找清潔能源；提高鈣鈦礦型太陽能電池能量轉換效率新方法；咕咚來了，咕咚來了！

1、生物太陽能電池的突破
Researchers generate clean energy using bacteria-powered solar panel

生物太陽能電池利用特定細菌的光合作用和新陳代謝發電，賓漢頓大學的研究員們首次將九塊生物燃料電池連接成一個電路板，功率達到5.59微瓦。這一電路板可以連續供電60小時，雖然功率較低，但是可以應用于那些需要長期運轉的、體積較小的無線設備上。

2、隔膜+電解液=
Battery components can take the heat

萊斯大學的研究人員推出了一種具有隔膜和電解液性能的復合材料。由這種復合材料制成的鋰離子電池在150℃高溫條件下連續工作一個月，效率的損失可以忽略不計。這種復合材料的關鍵部分六方氮化硼(h-BN)，導熱和絕緣性能都很好，并且具有很好的熱穩定性，而這對電池的性能有非常重要的影響。

3、高靈敏度的自供電智能皮膚
Robots could get touchy with self-powered smart skin

智能合成皮膚擁有觸摸和感知周圍環境的的能力，但是如何用較低的成本為其供能，并使其具備很高的靈敏度，一直困擾著科學家們。研究人員制作了一個由四電極的銀納米線和超薄塑料膜構成的智能皮膚。它應用了最新的納米自供電技術所以不需要外部電源，并使用了一個能夠將機械能轉換成電流的組件。皮膚能夠根據對電流的分析做出反應，因此具有非常高的靈敏度。

4、提高光-電轉換效率的新辦法：量子點
Quantum dots enhance light-to-current conversion

光捕獲和光感測裝置的制作需要一種能夠有效地吸收光能并且還能將光能高效地轉換為電流的材料。為此科學家提出一個新辦法：將具有優良捕光性能的量子點和分層可調電導率的二硫化錫半導體結合（量子點，又可稱為納米晶，是一種由II－VI族或III－V族元素組成的納米顆粒）。這種混合材料通過量子點對光的吸收和能量在二硫化錫中的轉移表現出了較高的光捕獲特性。

5、磷烯固材助力鋰硫電池
Phosphorene as a promising anchoring material for lithium-sulfur batteries

鋰硫電池，作為鋰離子電池的替代品，已被廣泛地研究。然而，容量衰落快，庫侖效率低，和活性物質損失阻礙了鋰電池的大規模商業應用。研究表明，解決此問題的方法是在主體材料上捕獲鋰聚硫（li2sx）。波多黎各大學化學系教授陳中方和其團隊，利用磷烯作為基體材料，來固定鋰硫。磷烯是單原子層的黑磷，具有獨特的折疊結構，優異的物理和機械性能，可以使鋰聚硫很好地吸附在上面，從而避免其溶解到電解液中。

相關研究成果已發表在Journal of Materials Chemistry A上。

6、強強聯合：DNA與納米示蹤劑合力尋找清潔能源
Stanford scientists use DNA to investigate cleaner energy sources

地熱能是地球的熱量，熱量通過不規則的裂縫或斷口流動，所以地熱工程師必須詳細了解地質和這些斷口的位置和方向。目前，盡管地震成像、示蹤試驗以及其他成像和傳感技術有所進展，油藏裂縫網絡仍然不清楚。斯坦福大學能源與環境科學的研究人員，類比醫學體內成像技術，利用地熱納米示蹤法，在納米二氧化硅粒子和二氧化硅殼層之間嵌入DNA，能更好的繪制地下熱源。并且納米粒子耐高溫，因此DNA嵌入納米示蹤劑可以成為一個強大的工具，有助于實現全球地熱能源利用。

7、提高鈣鈦礦型太陽能電池能量轉換效率新方法
Engineers develop solar cells with highest power conversion efficiency

鈣鈦礦型太陽能電池以其優異的光電性能成為可持續發電研究的一個課題，研究者們通過尋找新的方法來提高其能量轉換效率。最近，電子信息工程部的研究小組，利用創新方法，取得轉換效率之最這一世界紀錄。首先，研究小組發現一種化學工藝，減少了由鈣鈦礦缺陷產生的影響。其次，制造氧化鉬/金/鉬層，并優化其厚度，使光線順利進入鈣鈦礦層。最后，通過模仿花瓣的表面形貌，利于頂層捕獲到更多的光。

8、咕咚來了，咕咚來了！
First-ever videos show how heat moves through materials at the nanoscale and speed of sound

還記得小時候聽過的關于“咕咚”的故事嗎？木瓜在水里激起漣漪，發出新奇的聲音。如今，科學家通過超快電子掃描顯微鏡成功地在納米尺度觀察到了熱量的運動圖像，熱量就像是木瓜激起的漣漪一樣在物體中傳播，每皮秒（1秒的一千萬億分之一）可以傳播六納米（10億分之六米）的距離。這項研究將有助于科學家尋找到可以在原子層面控制熱量散失的方法，并最后實現能量的高效利用。

相關研究成果已發表在Nature Communications上。

本期周報由材料人新能源周報小組胡旭輝，bob，Ahenn供稿，材料牛編輯整理。

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