新能源材料

2019-10-20 09:26
新材料产业 2019年8期
关键词:钙钛矿太阳能电池

日本东京大学:钙钛矿太阳能电池转换效率达20.7%

近日,东京大学研究生院综合文化研究科教授濑川浩司(KojiSegawa)等人,共同开发出了更高效的钙钛矿太阳能电池。该款钙钛矿太阳能电池使用的是含钾的材料,可在测定条件下改变电池的迟滞现象,从而提高电池性能。

据东京大学介绍,该款钙钛矿太阳能电池面积为2.76cm2,连接3个太阳能电池片,转换效率为20.7%。“这是东京大学首次研发成功转换效率超过20%且面积超过2cm2的钙钛矿太阳能电池。”目前,濑川浩司教授作为新能源和产业技术综合开发机构(NEDO)项目的领导人,将把该款钙钛矿太阳能电池转让给参与开发的企业,推进实用化进程。参与这一项目的企业包括松下、东芝、积水化学工业等企业。(中国半导体行业协会)

美国能源部与3家美国公司签定生产钼—99的合作协议

美国能源部国家核军工管理局已与Niowave有限公司、北极星医用放射性同位素有限责任公司和夏因医疗技术公司签定了合作协议,合作协议的内容包括不使用高浓铀生产钼—99。钼—99是一种重要的医学同位素,用于检测、治疗癌症和心脏病。这些协议将促进美国国内在没有高浓铀的情况下生产钼—99,大幅降低核材料扩散的可能性。

美国国会指示国家核军工管理局发布投资机会公告,以竞争性方式签定合作协议。国家核军工管理局将为每个合作协议提供1500万美元的资金,并要求每家签定合作协议的公司提供1500万美元的配套资金。目前,美国国家核军工管理局还在与西北医用同位素公司进行合作谈判。(中国核科技信息与经济研究院)

加拿大核实验室启动“加拿大核研究计划”

加拿大核实验室宣布启动“加拿大核研究计划”,这是一项新的研发计划,以加快在加拿大实际应用小型模块堆。该计划将为反应堆供应商提供世界一流的研究设施。

加拿大核实验室表示将每年征集建议,邀请各机构提交关注领域清单内的项目,包括市场分析、核燃料开发、反应堆物理建模和运输。根据对建议的审查结果,该实验室将参与联合研发项目。

加拿大核实验室负责人莱辛斯基表示,作为小型模块堆技术的倡导者,该实验室在过去几年取得了巨大进步,并有助于促进小型模块堆在加拿大的发展。(中国核科技信息与经济研究院)

美国伯克利实验室开发出提高热光伏效率的新方法

美国能源部(DOE)所属的劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)与加州大学伯克利分校的研究人员共同开发出提高热光伏(TPV)效率的新方法,利用这种方法,可以制造出驱动无人机的超轻发动机。

研究人员发现,安装在光伏电池背面的高反射镜可以反射低能量红外光子,这种红外光子可再次加热热源、再次产生高能光子从而再次生成电能,这种突破性发现可将热光伏效率从过去的23%提高至29%。目前,研究人员的目标是利用新的科学概念,将热光伏(TPV)效率提高至50%。(中国半导体行业协会)

钙钛矿太阳能电池光电转换效率创新高

美国国家可再生能源实验室(Na tionalRenewableEnergyLaboratory,NREL)近日更新的“电池实验室最高效率”图显示,单结钙钛矿太阳能电池的效率再创新高,达到25.2%,比之前的24.2%提高了1%。

另据美国前沿科学期刊《Research》最新发布的一份研究结果表明,将卤化铅钙钛矿表面与硫酸盐或磷酸盐离子反应转化为水不溶性铅氧盐,可有效稳定钙钛矿的表面和块状材料。这些包覆的铅氧盐薄层通过形成强化学键,增强钙钛矿薄膜的耐水性。这是钙钛矿在光稳定性方面的重大突破。(上海证券报)

韩国将建全球最大浮动太阳能项目

韩国贸易工业和能源部(MOTIE)宣布将开发2.1GW的浮动太阳能发电项目。项目建成后,该项目将比目前世界上最大的浮动太阳能项目(中国正在建设的150MW项目)大14倍。这个大型项目将安装在位于朝鲜半岛西南海岸的最长的人造堤坝SaemangeumSeawallDyke上。

据介绍,浮动太阳能发电项目的总投资为约39亿美元。该项目将分2个阶段建设。在第一阶段,预计到2022年将完成1.2GW的目标,剩余的900MW将于2025年完成。预计这些项目将为该国的可再生能源计划做出重大贡献,该计划旨在到2030年确保30.8GW的太阳能发电。根据声明,该项目将能够为约100万户家庭供电。(中国半导体行业协会)

2019年澳大利亚小型屋顶光伏装机有望破10GW

6月份,澳大利亚小于100kW的小型屋顶光伏新增装机容量达到了156MW,预计2019年累计装机接近1GW,总装机达到了9.04GW,预计到年底可能突破10GW。据悉,目前澳大利亚已有超过216万户家庭和商业机构安装了小型屋顶光伏系统,其中昆士兰的装机仍居首位,达到了2.6GW,新南威尔士和维多利亚则分别为2.08GW和1.77GW。

西澳大利亚和南澳大利亚分别拥有1.1GW和1.09GW的装机,但由于各自电网规模较小,在屋顶光伏装机不断提高的情况下也面临着越来越大的挑战。(中国半导体行业协会)

亚马逊计划在爱尔兰和弗吉尼亚州建立风力和太阳能发电厂

亚马逊宣布了其推出的2个可再生能源相关项目。第1个项目将计划在爱尔兰科克建造一个亚马逊风力发电厂。该公司预计该发电厂每年可产生6.8万MWh的可再生能源。第2个项目将是亚马逊太阳能发电厂,该公司的目标是在弗吉尼亚州的Pittsylvania县建设。如果亚马逊的预测证明准确,它将比该国风能多产生电能大约10万MWh。

目前尚不清楚亚马逊何时完成最新项目,但该公司希望这2個发电厂在2020年的某个时候开始发电;这可能暗示建筑工程将于2019年底完工。(中国半导体行业协会)

汉能宣布扩大砷化镓电池产能巩固航空航天高附加值市场领先地位

日前,汉能旗下美国子公司Alta Devices(阿尔塔设备公司)宣布将扩大砷化镓太阳能电池生产规模,以满足市场对小型卫星(SmallSat)日益增长的巨大需求。数据显示,全球将在未来十年内发射数以万计的低地球轨道(LEO)小型卫星。这些小型卫星都将依靠太阳能发电提供能源。汉能Alta Devices制备的柔性砷化镓薄膜太阳能电池具有独特的优势和潜力,能够有效满足小型卫星的特定需求,助力小型卫星市场的爆发。

太阳能电池是小型卫星中最贵的硬件组件之一。汉能Alta Devices现已开发出专有设备,支持砷化镓薄膜太阳能电池的规模化生产。未来几年,汉能Alta Devices计划通过其位于美国加州Sunnyvale的工厂和国际制造工厂总共生产数十兆瓦的太阳能电池。与同行业相比,汉能AltaDevices独特的技术与设备优势,有利于实现太阳能电池的规模化生产,大幅降低单个SmallSat卫星的成本。(中国半导体行业协会)

杜克能源收购其迄今为止最大的太阳能项目

杜克能源正在通过从8minute公司收购位于德克萨斯州中西部的一个200MW的项目来扩大其太阳能产品组合。一旦完工,位于诺兰县的工厂将成为杜克能源最大的太阳能项目。它还是该公司在德克萨斯州的第3个太阳能电站。该项目于2019年夏天开始建设,将于2020年夏季完工。预计可为4万套住房提供所需的电力,并为多达400名工人提供工作机会。(中国半导体行业协会)

国内单体最大海上风电场呼之欲出

8月8日,国内最大海上风电项目——中广核阳江南鹏岛40万kW海上风电场,其关键设备海上升压站模块吊装就位。

南鹏岛40万kW海上风电场位于广东省阳江市东平渔港南22km左右海域,是目前国内单体容量最大的海上风电场,也是国内离岸最远、施工水深最深的海上风电工程。海上升压站相当于陆上变电站,负责将风机发电升至220kV,再通过海底电缆接入电网。(科技日报)

南工大開发超柔高能锂硫电池

柔性可穿戴电子的快速发展,迫切需要兼具优异机械柔性和高能量密度的可充电电池。南京工业大学杨建教授等日前制备出具有出色柔韧性、可以经受频繁弯曲的Ti3C2Tx/S导电纸,将其直接用作锂硫电池复合正极,可获得较高的放电容量和超低容量衰减率,在柔性可穿戴电子和织物领域具有良好应用前景。

锂硫电池以其具有高能量密度、成本低、绿色环保等特点引起了人们的极大兴趣,开发出可以经受频繁弯曲的柔韧正极是设计面向下一代智能电子的柔性锂硫电池的关键。然而,单质硫的绝缘特性、可溶性中间产物多硫化锂的穿梭效应以及充放电过程中硫体积膨胀等不利因素,导致锂硫电池的循环性能较差、活性物质利用率低,制约了锂硫电池的发展和应用。

南京工业大学硕士李文龙介绍说,基于Ti3C2Tx/S导电纸,研究团队还首次制备出了软包半电池和Ge—S全电池原型器件。进一步研究显示,Ti3C2Tx/S导电纸可以正反大幅度弯曲不出现裂纹,而且在弯曲/释放过程和重复弯曲/释放循环25次后电导率不发生变化。在此基础上,研究团队基于Ti3C2Tx/S导电纸制备出了柔性软包锂硫电池,其在弯曲状态下表现出较平直状态更优的电化学性能。采用Ti3C2Tx/S导电纸作为正极,预锂化的锗作为负极,首次制备出了Ge—S全电池,并初步表现出优异的电化学性能,展现出在智能电子和织物领域的良好应用前景。柔性软包的构建可以促进柔性电子的发展,而构建全电池则可以为负极材料的选择提供新的思路,有助于解决工业化生产和实际应用中金属锂负极的安全问题。(中国化工报)

深圳先进院等研发出具有双离子电化学活性的新型锂电正极材料

近日,中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其团队成员联合英国圣安德鲁斯大学教授Lightfoot、澳大利亚斯威本科技大学教授孙成华、清华—伯克利深圳学院研究员成会明等,成功研发出一种具有阴阳离子双重电化学活性的新型锂离子电池正极材料。这一工作对基于多电化学反应活性中心的新型储能器件及相关材料的研究具有重要借鉴意义。

唐永炳及其团队成员姚文娇、周小龙等人联合国内国际团队成功研发出一种新型Li2Fe(C2O4)2聚阴离子正极材料,并首次发现该聚阴离子正极材料同时具有铁离子和草酸根基团两种电化学活性。通过穆斯堡尔谱和原位同步辐射近边吸收边和扩展吸收边精细结构验证了Fe2+/Fe3+变化的可逆性;采用原位拉曼光谱及碳、氧的同步辐射近边吸收边结构验证了草酸根阴离子基团的可逆变化;进一步的理论计算给出了该新型正极材料的电化学反应机理。(中国科学院)

液体火箭研发成为民营航天发展方向

日前,蓝箭航天空间科技股份有限公司(蓝箭航天)“天鹊”TQ—12液氧甲烷发动机100%推力试车圆满成功,最长试车时间100s。天鹊发动机是世界第3台完成全系统试车考核的大推力液氧甲烷火箭发动机,也是我国目前推力最大的双低温液体火箭发动机。此次试车成功,标志着我国民营企业首次掌握了百吨级液体火箭发动机全部关键技术及研制保障能力。同时,也使我国成为全球第2个拥有大推力液氧甲烷火箭发动机的国家。(经济日报社)

蜂巢能源全球首发四元及无钴材料电池

蜂巢能源科技有限公司(以下简称“蜂巢能源”)日前发布了其全球首款无钴材料、四元材料电池。

现有三元体系的锂离子动力电池中,正极材料的成本占比达到30%~45%,这其中,以523体系为例,钴在其中的占比达20%,作为战略性的资源,钴的价格波动将会直接影响到最终电芯的成本。安全与成本的高压下,倒逼动力电池及产业链企业在现有材料体系的基础上不断探寻新的方向。

蜂巢能源介绍,无钴材料性能可以达到NCM811同等水平,材料成本降低5%~15%,相应带来的电芯BOM成本可以降低约5%,且会让材料不受战略资源影响。无钴化关键技术有2个,一是掺杂无未成对的电子自旋的特定元素,减弱电子超交换的现象,降低锂/镍混排,提高电性能;二是掺杂M—O键能大的元素,减缓晶体在充放电过程的体积变化,稳定结构,提高循环寿命和安全性。(新华网)

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