#新能源材料周报#微型固态氧化物燃料电池可使无人机续航超1小时

新能源材料一周纵览045期
20160307-20160313

本期快讯：微型固态氧化物燃料电池可使无人机续航超1小时；新催化剂制备方法使燃料电池获突破；一步合成碳氢化合物燃料；频率调节新方式：电池储能；屋顶太阳能发电任重道远；锂离子电池用新型电极材料；强强联手——锂电池和太阳能的结合使用；可高效分离氧气的金属有机骨架。

1、微型固态氧化物燃料电池可使无人机续航超1小时
Micro solid oxide fuel cell makes drones fly more than 1 hour

无人机应用广泛，但是它最大的不足就是电池容量太小，飞行时间小于1小时。Gyeong Man Choi教授和他的团队最近解决了这一问题。他们发明了一种将多孔不锈钢、薄膜电解质和具有最小比热容的电极结合在一起的技术，使用这种技术制作的固体氧化物燃料电池性能大幅提高，在550℃能量密度达到560 mW cm^-2 。这种新型电池可以应用到许多电子设备上。

相关文章发表在Scientific Reports。

2、新催化剂制备方法使燃料电池获突破
Innovative catalyst fabrication method may yield breakthrough in fuel cell development

铂可以用于制作燃料电池的催化剂，但是具存在一些缺点：可能催化许多副反应；被反应物污染（铂中毒）。金元素虽然具有惰性，但是其纳米颗粒具有很高的活性，可以催化氧进行还原反应，并且没有铂的缺点。日本九州大学的一个科研团队发明了一种新方法用于制作纳米金颗粒。科学家Tsuyohiko Fujigaya说：“通过包裹聚苯并咪唑，我们成功的创造了一个更好的纳米金颗粒承载环境”。科学家们还测试了这种新的催化剂，发现这种催化剂催化的反应具有目前报道过的最低的活化能。

相关文章发表在Scientific Reports。

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

德克萨斯大学的化学家和工程师证明，使用集中光、高温和高压条件仅需一步就可以一步将二氧化碳和水直接转化为可用的液态烃燃料。

这项新的可持续能源技术可帮助利用大气中的二氧化碳制造燃料，从而抑制全球变暖的趋势。研究人员说，这个过程也将使副产物氧气回到大气系统，利于环保。MacDonnell说，“我们下一步要做的是开发一个与太阳光谱匹配更好的光催化剂，然后我们便可以更有效地使用可持续太阳能液体燃料。”

相关研究成果发表在PNAS上。

4、频率调节新方式：电池储能
Battery Storage：A Clean Alternative for Frequency Regulation

电网规模的电池储能系统有多种用途：利用可再生能源，减少发电厂用电和提供短期应急备用电源。电池制造商 Kokam正“悄悄”建设世界上最大的锂NMC电池储能系统，其主要目的是频率调节。该系统是封闭体系，能耗少，成本低，极具前景。

5、屋顶太阳能发电任重道远
Utilities, Solar Energy and The Fight for Your Roof

从很多角度来说，太阳能发电已势不可挡。比如说，价格下降，备用电源出现而不需要连接到电网，政府支持等。尽管如此，屋顶太阳能发电仍有很长一段路要走。

去年预测，太阳能很快会与公用事业的电力价格相当。然而天然气成本直线下降，使得电力价格降低，而太阳能电池板价格却已经趋于平稳。此外，屋顶太阳能发电降低了电厂发电功率，意味着要对电网进行升级改造。最后，屋顶太阳能发电不及电厂稳定。

6、锂离子电池用新型电极材料
Green, biomineralization-inspired synthesis of a Li-Ion battery material

北京工业大学的研究人员设计出一种TiO2/还原氧化石墨烯(RGO)的网状复合电极材料，表现出了优异的倍率和循环性能，并且对环境零污染。在合成过程中，氧化石墨烯表面包覆了一层带电的聚合物。该聚合物可控制TiO2的结晶过程，并将结晶过程限制在氧化石墨烯基底的表面。当石墨烯被还原后，TiO2形成网状交联的纳米颗粒，网状孔隙可以脱嵌锂离子，从而提高电池性能。

相关研究成果发表在Advanced Science上。

7、强强联手——锂电池和太阳能的结合使用
Research for lithium ion batteries that can assist in utilising wind and solar energy

澳大利亚的研究人员正在研究一种锂电池，可以应用在风力或者太阳能发电厂，将白天产生的电力储存起来，在需要的时候释放出电能。他们利用一系列的化学、热力学和机械方法制获得了一种由微晶纤维素制成的混合正极材料，绿色无污染。

8、可高效分离氧气的金属有机骨架
Mix and match MOF: New composite material that traps oxygen selectively could be useful for energy applications such as fuel cells

目前，一个研究小组创造出了可协同分离氧气与其它气体的MOF/辅助分子材料。这项研究成果有着广泛的应用前景，比如用于消除食品包装中的氧气。此外，MOF或有机金属框架材料含有大量的气孔，可以用来吸收气体，因此在核燃料分离和轻量级的除湿机中可得到应用。

本期周报由材料人新能源周报小组供稿，材料牛编辑整理。