最小的能源(最小的电动汽车电池?)
1. 最小的电动汽车电池?
德国开姆尼茨工业大学及中国长春应用化学研究所科学家在《先进能源材料》杂志上撰文称,他们研制出了迄今世界上最小的电池,可为一粒灰尘大小的计算机供电,未来有望在物联网、微型医疗植入物、微型机器人系统和超柔性电子等领域大显身手。
电子产品一直在朝小型化迈进,小型微电子设备(如植入人体内的传感器系统)需要比一粒灰尘还小的计算机和电池。但迄今为止,缺乏可随时随地运行的电源,以及很难生产可集成的微电池这两大因素阻碍了这一趋势。
科学家们称,通过开发合适的电池或“采集”发电方法,可以为微小的亚毫米级计算机供电。但目前微型电池的生产方法与普通电池大相径庭,如拥有高能量密度的紧凑型电池(纽扣电池等)使用湿化学方法制造而成,使用这种标准技术生产的微电池可以提供良好的能量和功率密度,但其直径明显超过1平方毫米。
研究团队的目标是设计一种直径小于1平方毫米、可集成在芯片上的电池,其最小能量密度仍为100微瓦时/平方厘米。为实现这一目标,该团队在微型规模上集成了集电器和电极条——特斯拉也在大规模使用类似工艺制造其电动汽车用电池。
研究人员使用到了所谓的“瑞士卷”或“微型折纸”工艺。他们在晶圆表面连续涂覆聚合物、金属和介电材料薄层,形成具有内在张力的分层系统。薄层被剥离会释放出机械张力,随后自动弹回去卷成“瑞士卷”。因此,不需要外力就能制造出一个自卷绕圆筒式微型电池。
利用这种方法,团队制造出可以反复充电的迄今最小的微电池,其比一粒盐还小,能为世界上最小的计算机芯片供电约10个小时。而且,该方法与现有芯片制造技术兼容,能够在晶圆表面生产高通量微型电池。
研究人员称,这款微型电池有望在物联网、微型医疗植入物等领域大显身手,应用于未来的微纳电子传感器和执行器内。他们表示,这项技术仍有巨大的优化潜力,未来可能会出现更强大的微电池。
2. 氢能源是气体还是液体?
氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。
氢作为一种理想的新的含能体当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是所用的能源如石油、天然气、煤,石油气均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源。随着化石燃料耗量的日益增加,其储量日益减少,终有一天这些资源、能源将要枯竭,这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样的二次能源。 氢位于元素周期表之首,原子序数为1,常温常压下为气态,超低温高压下为液态。是一种理想的新的含能体能源。
3. 风是最古老的能源?
风能是人类最早使用的能源之一。远在公元前2000年,古埃及、古波斯等地就已出现帆船和风磨。我国也是最早利用风能的国家之一,早在距今1800年前就有了风力提水的记载。
在自然界,风是一种巨大的能源,它远远超过矿物能源所提供的能量总和,是一种取之不尽、尚未得到大量开发利用的能源。
风能是空气在流动过程中所产生的能量,而大气运动的能量来源于太阳辐射.由于地球表面各处受太阳辐射后散热的快慢不同,加之空气中水蒸汽的含量不同,从而引起各处气压的差异,结果高压地区空气便向低气压地区流动,从而形成了风,因此,风能是一种不断再生的没有污染的清洁能源.太阳不断地向地球辐射能量,而到达地球的太阳辐射能中,约有20%被地球大气层所吸收,其中只有很小的一部分被转化为风能,它相当于10,800 亿吨煤所储藏的能量.据计算,风能量大约相当于目前地球上人类一年所消耗能量总和的100 倍。
4. 氨能源和氢能源哪个更经济?
自氨被制造出来之后,到现在已经大规模生产,并出口到世界各地生产化肥。在此之后,日本研究人员却有了新的突破,日本承诺在2050年前将实现碳中和,这给重量级工业企业带来了希望,并且还将使众多企业走出经济泥潭。
研究人员打算将氨作为未来的燃料,但是有的批评人士说,腐蚀性气体还远不是一种明确的清洁能源。
燃烧氨与化石燃料不同,它不排放使地球变暖的二氧化碳,而且比起化石燃料更容易运输。
液氢,也被吹捧为绿色燃料的潜在来源。
这吸引了一个大型日本公司财团的兴趣,该财团热衷于向日本大规模进口这种燃料,自福岛核灾难以来,日本几乎没有化石燃料储备,而且核电能力也有限。
绿氨联合会执行副总裁兼代表主任村崎茂说,“氨水是日本最便宜、最可行的选择”。
这个财团成立于去年,由70家主要的日本公司组成,这些公司希望先在燃煤发电站使用氨气,最后也在煤气厂使用氨气。
在日本首相于10月份设定了2050年这个仍严重依赖煤炭的世界第三大经济体实现碳中和的最后期限之后,寻找更环保的燃料有了新的紧迫性。
日本首相认为,“2040年以前”,氨可以产生日本电力需求的十分之一。
但是,这种气体能否提供超越核能的能量,在很大程度上取决于未来的技术创新,尤其是因为目前大多数生产氨气的方法本身都会排放二氧化碳。
在生态方面, “绿色”氨,由水、空气和可持续电力的化学反应制造。据英国皇家学会一家独立的科学组织称,它是100%的可再生和无碳的。
研究人员希望“绿色”氨有一天能为低碳星球提供动力,但目前大多数氨都是从天然气或煤炭中提取的“灰色”氨。
根据国际能源署的数据,这种方法平均每生产一吨氨水就排放2.4吨二氧化碳,约占当今全球二氧化碳排放量的1%。
研究人员表明,将生产灰氨和燃烧煤炭所产生的排放量进行比较是很复杂的,但他们一致认为,除非可再生生产,否则就不会被视为环境友好型能源。
目前日本研究者正在进行收集储存氨水排放的工作,创造出一种名为“蓝色”氨的中途站产品。
但是目前,人类只能从现有供应商那里使用符合成本效益的灰氨,因为在未来几年内,蓝色氨都将无法供应。
截止现在,氨能源市场仍处于起步阶段。未来发展的潜力巨大。
9月,沙特石油公司和日本能源智库组织了一批40吨的蓝色氨运往日本,在一个燃煤发电站和两个小型燃气轮机中进行实验燃烧,这位研究氨能源提供了更好的数据来源。
环保人士对此不以为然,他们认为真正的重点应该是可再生资源而不是重新定位化石燃料.
日本环境非政府组织的国际总监告诉法新社,碳捕获和储存到2030年都不会大规模实现,与这些技术相关的成本和风险也存在许多不确定性。
未来,到底是以氢能源为主的能源开发还是氨的有效利用,还有待研究人员的研究,不过,日本提出的绿色氨也为当今世界的能源多项选择提供了必要的方向。
不仅仅是日本,中国布局氢能源研发也是能源战略上的重要组成部分,相信未来会引领世界走向可持续发展的道路。
5. 新能源电机为什么可以做得很小?
由于新能源汽车的整车空间有限,因此第一要求驱动电机的结构紧凑、尺寸要小。
这就意味着电机系统(驱动电机+电机控制器)的尺寸将受到很大的限制,电机设计厂家必须想尽办法缩小驱动电机的体积,即提高电机的功率密度和转矩密度。
尤其是民用的乘用车,对电机的体积限制要求很高,因此业内一般选用高功率密度的永磁同步电机作为驱动电机解决方案的。
6. 石墨属于新能源吗?
石墨材料窑炉主要用于锂电负极材料的烧成,石墨材料属于新能源材料中的负极材料,石墨具有质软、有滑腻感,是一种非金属矿物质,有耐高温、耐氧化、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、直润滑强度高、导热导电性能强等特有的物理化学性能。
石墨材料窑炉用于石墨负极材料的烧成。在氮气气氛保护下的煅烧,具有质量稳定可靠,炉温均匀,得到客户认可,特别是节约能源做了大量工作。
7. 一个小时小火用多少燃气费?
一个小时小火用的燃气费取决于燃气炉具的类型和使用情况。通常来说,燃气炉具使用的气量是按照单位时间计算的,也就是每小时消耗的气量。如果使用普通的单炉头燃气炉,每小时的气量在0.15立方米左右,使用环保型的燃气灶更为节能,每小时的气量相对较少。因此,一个小时小火使用的燃气费是比较低的。但具体的费用需要根据燃气价格和实际使用情况进行计算。为了更加节能环保,我们可以采用一些节能的措施,如选择节能型的燃气炉具、控制火候、合理缩短煮制时间等方法,减少燃气的使用量,同时也可以节省燃气费用。
8. 新能源电器有哪些?
新能源电器是指使用可再生能源或高效能源技术进行能源转换和利用的电器。以下是一些常见的新能源电器:
1. 太阳能电池板: 将太阳光转化为电能的装置。
2. 风力发电机: 利用风能旋转涡轮机并转化为电能的设备。
3. 地源热泵: 利用地下地温和太阳光线的热能,将其转化为室内供热或制冷的设备。
4. 水力发电机: 利用水流旋转涡轮机并转化为电能的设备。
5. 生物质能发电机: 利用生物质(如木材、秸秆)进行燃烧、气化或发酵,并将释放的热能转化为电能。
6. 电动汽车: 使用电动机或电池将电能转化为机械能,推动汽车运行。
7. LED灯: 使用半导体材料发光来代替传统的白炽灯泡,效率更高且更节能环保。
8. 太阳能热水器: 利用太阳能将水加热供应室内用水。
这些新能源电器在使用上相对于传统电器更加环保、节能、高效和可持续,因此受到越来越多的用户的青睐。