日媒:日企“全固体电池”实用化在即

2018-11-28 14:51:56 参考消息网

参考消息网11月28日报道 日媒称,被视为新一代电池头号种子的“全固体电池”出现了向生活和产业普及的可能性。在可放在指尖上的小尺寸产品方面,日本电子零部件企业TDK拿出了实用化时间表。全固体电池受到关注,是因为它被认为能用于纯电动博彩现金网,但其有可能会率先应用到家电领域。日企希望在与中韩企业的电池开发竞争中重振旗鼓。全固体电池和锂离子电池一样属于可充电电池,但能量密度增加数倍,安全性也有所提高。TDK已开发出数毫米见方大小的“芯片型全固体电池”,可反复充电一千次。该公司目前已启动样品供货,正在完善量产体制,将在全球范围内率先正式实用化。

据《日本经济新闻》网站11月26日报道,TDK希望首先把小型全固体电池应用于家庭、办公室、工厂的空调和照明等。例如,嵌入温度传感器,取代纽扣型碱性电池。

全球正在开发多种新一代电池,全固体电池被认为是其中更接近实用化的一种,它作为纯电动博彩现金网用锂离子电池的替代品而备受期待。

全固体电池可延长车辆续航距离并缩短充电时间。丰田力争到21世纪20年代前半段达到全固体电池实用化。德国大众也计划到2025年前后完成量产体制。但目前双方均未达到能够出货的阶段。

报道称,如果类似TDK那样的小尺寸产品上市,全固体电池的应用范围将不仅限于纯电动博彩现金网,而且被用于社会各领域的可能性将随之提高。虽然全固体电池在大容量化等方面仍存在挑战,但未来或将被用于个人电脑和手机等各种家电。

为此,相关企业正在竞相加速开发。日本电子零部件企业太阳诱电计划到2020年前后使数厘米见方大小的全固体电池实现实用化,有望用于智能手表等。此外,村田制作所正在开发厚度为50微米的产品,力争用于隐形眼镜等可穿戴设备领域。

据报道,日立造船力争把全固体电池应用到航空航天领域。该公司计划2019年在这一领域推进人才招募,掌握技术后,到21世纪20年代后半段进军纯电动博彩现金网领域。

围绕全固体电池的开发竞争扩大至全球。除了韩国三星SDI和LG化学正在推进面向纯电动博彩现金网等领域的电池开发外,各国初创企业也加入进来。

报道称,日企在工业材料、加工技术等产品制造领域积累了雄厚经验,在电池领域也具备领导技术开发的潜在实力。例如,索尼在全球首次实现锂电池实用化。不过,随着制造技术普及,日企被中企和韩企夺走了市场份额。

据称在纯电动博彩现金网用电池领域,中国宁德时代新能源科技公司的出货量2017年超过松下,跃居全球首位。全固体电池带来的电池市场更新换代将成为日企的新机遇。

【延伸阅读】美媒:科学家发现“比尔曼电池效应”可促成磁重联

参考消息网10月23日报道 美媒称,从围绕行星的磁场到填满星系的气体,磁力贯穿整个宇宙,而且可以通过一种名为“比尔曼电池效应”的现象产生。现在,美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的科学家发现,这种现象不仅能够创造磁场,还能够切断磁场,引发磁重联——这是一项了不起的惊人发现。

据美国每日科学网站10月19日报道,比尔曼电池效应可能是人们这个宇宙中无处不在的磁场的一个来源。这种效应产生于温度和密度不一致的等离子体——一种由自由电子和原子核构成的物质形态。这种等离子体的顶部可能比底部热,左侧的密度可能比右侧高。这种不一致造成了一种电动势,它能够产生电流,进而产生磁场。这一过程以1950年发现这一现象的德国天体物理学家路德维希·比尔曼的名字命名。

报道称,这项新研究成果通过计算机模拟揭示了比尔曼电池效应此前不为人知的一个作用,有助于增强人们对于磁重联的理解。磁重联是指等离子体中的磁场线在被快速切断后以激烈的方式重联,它产生了北极光、太阳耀斑以及能够扰乱地球上手机信号和电网的地磁暴。

美国《物理评论快报》周刊上的一篇论文描述了这一过程,该论文的第一作者是PPPL等离子体物理学项目研究生杰克逊·马泰乌奇。他说,这一研究结果“为在实验室复制在天体物理等离子体中观察到的重联现象提供了一个新平台”。这篇论文的共同作者包括马泰乌奇的论文导师、就职于PPPL的威尔·福克斯,PPPL理论部负责人阿米塔瓦·巴塔查尔吉,以及其他实验室的研究人员。

报道称,这种模拟以中国研究人员已经发表的实验结果为模板,后者研究了高能量密度等离子体——这种物质处于极端压力之下,例如存在于地核中。这些实验——PPPL没有参与——使用激光攻击一个固体金属目标中的一对等离子体泡。对这种三维等离子体的模拟实验跟踪了这些泡的扩张和比尔曼电池效应创造的磁场,还跟踪了这些磁场的碰撞以及随之产生的磁重联。

这种模拟显示,重联的磁场线温度激增,逆转了创造出这些磁场线的比尔曼电池效应的作用。由于温度激增,比尔曼电池效应摧毁了它自己创造的磁场线,像剪刀剪断橡皮筋一样将其切断。被切断的磁场在远离最初重联点的下游处再次重联。马泰乌奇说:“这是第一个显示由比尔曼电池效应促成磁重联的模拟实验。这一过程此前不为人知。”

报道还称,模拟高能量密度实验需要跟踪数以十亿计的离子和电子的互动以及它们与这种运动所创造的电磁场之间的互动,这种模拟被称为三维动力学模拟。研究人员利用能源部橡树岭国家实验室的“泰坦”超级计算机展开了这些模拟实验。

(2018-10-23 14:19:18)

【延伸阅读】韩媒:韩科学家研发出高性能质子陶瓷燃料电池

参考消息网8月29日报道 韩媒称,研究人员28日称,一些韩国科学家研发出了一种性能和可伸缩性大大提高的质子陶瓷燃料电池,有助促进下一代有利于生态的发电系统的商业化。

据韩联社8月28日报道,这个以韩国科学技术研究院的李钟浩(音)和汉阳大学的申东旭(音)为首的联合团队称,他们满足了下一代燃料电池在高性能和成本效率方面的要求。

报道称,近几十年来,质子陶瓷燃料电池被誉为下一代技术。然而,由于质子传导陶瓷电解质的耐火性和低化学稳定性,质子陶瓷燃料电池需要突破性能方面的限制。

研究人员说,通过在结构和成分均一的阳极支撑体上对一种质子传导电解质进行阳极辅助的增稠,他们制作出了已知性能最佳的质子陶瓷燃料电池。

报道称,该研究成果发表在英国《自然·能源》杂志网站上。

(2018-08-29 13:51:08)

【延伸阅读】英媒:“纸电池”可用细菌发电

参考消息网8月21日报道 英媒称,一种由收集电子的细菌提供能量的纸电池有朝一日可以为环保的一次性设备提供动力。

据英国《新科学家》周刊网站8月19日报道,多年来,研究人员一直在研究纸传感器和电路板,但是为它们提供能量的是传统电池或简单的化学反应。纽约州立大学宾厄姆顿分校的高阳(音)和崔锡欣(音)发明了一种由细菌驱动的纸电池来做这项工作。

报道称,这种电池是用蜡纸制成的,上面有薄薄的金属和聚合物层来容纳细菌和收集电子。所使用的细菌类型被称为产电菌,它将电子从它们所吃的分子中抽出并转移到细胞外。

报道还称,这种电池是冻干的,以使细菌处于休眠状态,此外还配有一小袋液态细菌食品。当电池受到挤压时,液体会使细菌复活,它们就会开始吃袋子里的食品。

通过一系列反应,食物中的电子通过细菌转移,最终被吸收到电池中并为小型设备供电。

研究小组8月19日在波士顿举行的美国化学学会会议上介绍了他们的研究成果。

高阳说,目前,它只能用来为功率很低的设备提供动力,比如一个小计算器或LED灯。但他和崔锡欣希望,有朝一日这种电池能用于医学技术,比如孕期检查,目前医学技术使用的是不够环保的传统电池。

高阳说:“如果我们能在不使用传统电池的情况下提供动力,那么那些设备可能更便宜,也更环保。”

报道称,这种电池的保质期约为4个月,能够提供最多两天的电力。高阳说,它们还没有完全做好应用的准备,对于大多数的实际用途,它们需要提供大得多的电力,而这是他和同事们目前正在研究的问题。他说,通过叠加将几个纸电池串联起来可能有帮助。

(2018-08-21 14:21:29)

【延伸阅读】美媒:研究发现钠钾电池有望替代锂电池

参考消息网6月21日报道 美媒称,佐治亚理工学院的研究人员发现了表明以钠和钾为基础的电池有望成为锂电池之潜在替代品的新证据。

据美国每日科学网站6月19日报道,从单次充电就能行驶数百英里的电动车,到与汽油锯一样威力巨大的链锯,每年都有利用电池技术最新进步的新产品进入市场。

但这种增长势头导致人们担心,世界上的锂供应可能最终会耗尽。锂这种金属是许多新型充电电池的核心材料。

报道称,现在,佐治亚理工学院的研究人员发现了表明以钠和钾为基础的电池有望成为锂电池之潜在替代品的新证据。

乔治·W·伍德拉夫机械工程学院以及材料科学和工程学院的助理教授马修·麦克道尔说:“钠离子和钾离子电池的最大障碍之一是,与其他电池相比,它们的衰减和老化速度往往较快,而储存的能量较少。但我们发现,情况并非始终如此。”

报道称,研究团队研究了三种不同的离子——锂、钠和钾——是如何与硫化铁颗粒发生反应的。这项研究得到美国国家科学基金会和能源部资助,相关论文于6月19日发表在《焦耳》杂志上。

在电池充电和放电时,离子会不断与构成电池电极的颗粒发生反应,并穿透这些颗粒。这一反应过程会导致电极颗粒发生大量变化,通常会将它们粉碎成细微颗粒。由于钠离子和钾离子大于锂离子,所以传统上人们认为,它们在与颗粒发生反应时会导致更严重的老化。

报道称,在实验中,他们在电子显微镜下直接观察电池内发生的反应,其中硫化铁颗粒发挥电池电极的作用。研究人员发现,与钠离子和钾离子发生反应的硫化铁比与锂离子发生反应的硫化铁更为稳定,表明以钠或钾为基础的电池寿命可能比预期的要长得多。

与不同离子发生反应的方式之间的差异显而易见。在与锂接触时,硫化铁在电子显微镜下看上去几乎要爆炸一样。与之相反,在与钠和钾接触时,硫化铁像气球一样慢慢膨胀。

佐治亚理工学院的研究生马修·伯宾格说:“我们看到了一种非常稳定、没有发生断裂的反应。这表明,这种材料和其他类似材料能被用于制造经久耐用、具有更大稳定性的新型电池。”

(2018-06-21 14:29:15)

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