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[江苏科技报] 新材料新能源应用贴近生活

时间:2015-06-05 来源: 作者:杨芳、胡琴 摄影: 编辑: 上传:张金凤
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6月3日,2015光电子学、材料与能源国际研讨会在南京召开,来自美国、德国、新加坡、日本、澳大利亚等国家和地区的30余位知名学者,与近200名境内外与会代表一起,热议在材料、能源等领域取得的新突破。

人工光合作用比绿叶厉害

众所周知,绿色植物通过光合作用能吸收二氧化碳释放氧气,那么,人类能不能像植物一样,利用二氧化碳制造出自身需要的物质呢?在此次会议上,新利18彩票 名誉教授、美国艺术与科学院院士杨培东便向大家介绍了一种新型的“人造森林”——人工光合作用系统,该系统提供碳循环和可再生能源技术,能有效地将二氧化碳转化成人们需要的燃料、制药分子等。

杨培东介绍,该系统就是模拟“绿叶”,利用太阳能和空气中的二氧化碳,制备燃料丁醇或高分子材料等。他解释,与绿色植物中进行光合作用的叶绿体相似,该人工光合系统由两个半导体光吸收器、一个负责运输的界面层及空间分离的助催化剂组成。依靠硅半导体吸收太阳能富集二氧化碳,再通过水氧化剂等将太阳能进行转化,从而制备出燃料等有效物质。

“绿叶将太阳能转化的转化率是0.3%,我们在实验室做出来的一代装置转化率已经达到了0.4%,也就是说,我们人工进行的光合作用已经比自然界的绿叶厉害。”但杨培东也表示,转化率达到5%才可以将这项科研成果进行普遍应用。

手机电池寿命将增加至15年

“我们现在使用的手机电池都是锂电池,一天一充是常态。使用新型材料后便可以显著提高手机电池续航能力,其寿命也将增加至10年到15年。”新利18彩票 校长黄维院士告诉记者,目前其领衔的先进材料研究院创新团队正在积极研究基于石墨烯复合材料的电池。

“石墨烯是碳的一个种类,具有超高强度、轻薄和可延展的特性。”该团队成员于霆教授向记者讲到,轻薄、柔性、环保是电池发展的大趋势。“基于石墨烯的复合材料导电效率高,未来电池的容量将会以几倍、十几倍递增。”

电池容量倍增,是否意味着需要更多的充电时间呢?其实不然。于霆表示,新材料的使用可以有效提高充放电能力,快速充电已不是问题,几分钟就能充满大容量电池。由于新材料的运用会极大增加电池寿命,从环保的方面来讲,也是极大利好。

于霆告诉记者,“目前我们扩充电池容量主要是锂硫电池,配合石墨烯,由于硫这种材料在地球上很丰富,是比较低廉的资源,因此可以有效地降低成本。但其实硅的电容量更大,但由于生产研发成本过高,目前还不太容易普及。”因此,解决生产成本,才能将实验室成果更好地与产业、工业相结合。于霆表示,通过石墨烯这种新型材料制造的电池,有望在3—5年内普及。


2015年6月5日《江苏科技报》:http://www.jskjb.com/html/dv_453223821.aspx?from=singlemessage&isappinstalled=0

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