高温电器;蒸汽从太阳;锂离子电池寿命。
高温电子
普渡大学的研究人员、加州大学圣克鲁斯分校和斯坦福大学开发了一个半导体塑料在极端温度下操作的能力。新材料,结合传统绝缘半导体有机聚合物和有机聚合物可以可靠地进行电力220摄氏度(华氏428度)。
的塑料运输费用,和其他可以承受高温,”阿里斯蒂德Gumyusenge说,普渡大学的一位研究生导师。“当你混合在一起,你必须找到合适的比例,这样他们合并好和一个不占主导地位。”
不仅材料继续开展在酷热下,其性能也能保持稳定在宽温度范围内,在一系列的情况下使运行可靠。
一个新的有机塑料允许电子功能在极端温度不牺牲性能。(来源:普渡大学/约翰·安德伍德)
“很多的应用程序是有限的,这些塑料制品会在高温下分解,这可能是一种改变,”布雷特•萨瓦说,普渡大学的化学工程教授。“太阳能电池,晶体管和传感器都需要忍受巨大的温度变化在许多应用程序中,所以高温处理的稳定性问题是聚合物基电子的关键。”
接下来,该小组计划进一步探索材料的高温和低温极限。
蒸汽来自太阳
麻省理工学院的工程师们建造了一个设备的能力加热水以上沸腾只有太阳的一个清晰的、光明的一天。设备的过热蒸汽消毒医疗设备,用于烹饪和清洁,热工业流程,或作为蒸馏饮用水。
避免污染水源,导致问题在以前的迭代,设备悬浮在一个盆地。设备结构吸收短波的太阳能,从而加热设备,使其再辐射热量,——红外辐射的形式,下面的水。有趣的是,研究人员注意到,红外波长更容易吸收水,与太阳能的波长,这将直接穿过。
对于设备的顶层,团队使用金属陶瓷复合材料,是一种高效的太阳能吸收器。他们用材料涂层结构的底层,轻松高效地发出红外线的热。这两种材料之间,他们夹一层网状碳泡沫,像海绵一样的材料,上面镶嵌着蜿蜒的隧道和毛孔,保留太阳的传入的热量,可以进一步加热蒸汽通过泡沫上升起来。研究人员还绑了一个小型的出口管的一端泡沫,通过它所有的蒸汽也可以退出,很容易收集。
整个设置与聚合物外壳包围,阻止热量逃离。
在这个实验中,新蒸汽发生装置是安装在一盆水,放在一张小桌子,和部分包围着一个简单的、透明的太阳能集中器。研究人员测量了产生的蒸汽温度的测试,2017年10月21日。(麻省理工学院/托马斯·库珀等。)
在实验室条件下,模拟阳光产生一个清晰的、阳光明媚的一天,该设备生产的蒸汽加热到122 c进行进一步测试,团队构建了一个简单的太阳能集中器设备集中更多的光。环境条件下使用此设置,在麻省理工学院建筑屋顶,一个清晰的、美好的一天产生了蒸汽超过146 C的3.5小时。
“这是一个完全被动的系统外,你就让它吸收阳光,”托马斯·库珀说,纽约大学的机械工程助理教授,他领导了麻省理工学院博士后。“你可以规模这个东西可以用于远程气候为一个家庭产生足够的饮用水,或为一个手术室消毒设备。”
锂离子电池寿命
维也纳Politecnico di都灵大学的研究人员,大学赖伐尔和韩国基础科学研究所开发出一种新的纳米阳极材料可以延长锂离子电池的容量和循环寿命。
阳极是一个2 d / 3 d纳米复合材料基于介孔金属氧化物和石墨烯混合,提高了电池的电化学性能。
一个HRSEM幅基于石墨烯的2 d / 3 d纳米复合材料。(来源:©弗雷迪Kleitz /大学维恩;Glaudio Gerbaldi / Politecnico di都灵)
使阳极,团队混合铜和镍组织控制的方式实现混合金属。基于nanocasting方法用于生产介孔材料,他们创造了结构化的纳米多孔金属氧化物颗粒混合,由于其广泛的毛孔有非常高的网络活动反应区域交流与锂离子电池的电解液。科学家然后应用喷雾干燥过程紧紧地包裹住混合金属氧化物颗粒与石墨烯薄层。
“在我们的测试运行中,新的电极材料提供了显著提高以前所未有的可逆循环稳定超过3000可逆比容量充电和放电周期甚至在当前政权1280毫安级很高,”弗雷迪Kleitz说,部门负责人无机化学——维也纳大学功能材料。今天的锂离子电池失去性能大约1000充电周期。
团队指出,该方法用于制造阳极是一种环境友好型水性过程可以应用于一个工业水平。
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