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研究实验室新闻

二氧化碳还原为乙醇的新型催化剂

06.09.2024

Aenert. Research Laboratory news将电化学 CO2还原反应 (CO2RR) 与可再生电力结合用于碳基燃料生产是一种有前途的策略,可以解决与可能的能源短缺和气候变化等环境问题有关的问题。电化学 CO2还原可以提供各种各样的产品,包括液体化合物,它们由于能量密度高且易于储存而特别有用。然而,CC 键形成的高能垒相对较高,与 CH 或 CO 键的形成竞争。因此,通过 CO22RR 过程中以适当的反应速率产生 C n (n 2) 液体产物的电催化剂。这是因为 *CO 中间体在 Cu 表面上有很强的吸附,从而能够通过 CO 二聚化或 CO-CHO 偶联形成 CC 键。剩下的问题是Cu上CC键的形成相当复杂并且仍未完全了解,这极大地限制了开发将CO2还原为Cn(n2)液体产物的高选择性电催化剂。2023年 ...

用於鹼性水電解的新型分離器。最近的發明

15.08.2024

Aenert news. Invention analysis與甲烷重整相比,要實現水電解制氫的競爭力,需要解決電解槽設計中的許多複雜的工程問題。其中包括改進陽極和陰極、新型催化劑材料、優化膜和隔膜的設計、更先進的電解質等問題。在水電解過程中,此組件必須同時提供高電絕緣性能和所需的離子電導率,並防止形成的氣體擴散。 在這種情況下,作為電解槽設計的物質物體的隔板必須具有令人滿意的強度和耐久性。解決這個問題的方法包括使用新的化學元素和化合物、優化膜設計,包括與孔隙率和尺寸調節相關的設計、表面處理以及用高強度材料增強膜。以下是與水和鹼性電解質電解質相關的隔膜的最新專利文獻的簡要分析。為此,使用了我們關於該主題的專利資料庫,其中包括二十年來的九千多項專利和專利申請,完全對應於給定主題。鹼性水電解的引用量佔專利文獻總量的33.5%,僅次於質子交換膜(39.2%)。 Water...

闭环地热系统建模

28.07.2024

Aenert. Research Laboratory news地热能作为一种可再生能源显示出很大的前景,因为它不依赖于太阳或风,但其大规模采用也面临挑战。一是具有自然条件生产地热能的地点数量有限。它们由相对靠近地表的热岩组成,并有充足的地下水可供加热。 闭环地热是一种利用这种热干岩加热循环流体以发电或直接加热建筑物的形式。以前,这种形式的能源生产被认为效率太低。闭环地热的一个关键挑战是建立一个能够从深层地球提取足够热量的系统,以实现成本效益。地下岩石越深,温度就越高,因此深入地下是有益的。 现在( 2023...

设计高性能电池

06.06.2024

Aenert. Research Laboratory news开发高能高效的电池技术是推进交通和航空电气化的主要方面之一。然而,有时电池创新可能需要数年时间才能大规模应用。 电池最重要的方面之一是电解质。电解质是电池的成分,可以在电池的两个电极之间来回交换离子,从而产生电能。这会导致电池充电和放电。对于今天的锂离子电池,电解质化学相对定义明确。有几种通用类型的电解质,工程师可以根据特定应用进行调整。它们通常由可溶性盐、酸或其他碱组成。替代电池系统可以包含液体凝胶或干式。某些类型也可能是聚合物、固体陶瓷或熔融盐。 现在(2023...

改进锂硫电池的机理

06.05.2024

Aenert. Research Laboratory news在实验室测试中显示出良好结果的技术通常需要很长时间才能成功推向市场。锂硫电池就是这种情况。该电池表现出比传统锂离子电池更好的性能,但尚未在全球市场上站稳脚跟,因为当放大到商业尺寸时,其性能会随着反复充放电而迅速下降。 锂硫电池由金属锂负极和元素硫正极组成。放电时,负极金属锂溶解在电解液中,锂离子移动到硫正极并与硫反应生成多硫离子(Li2Sx)。充电时,多硫离子分解,锂离子返回负极。放电过程中硫从阴极的溶解是上述性能下降的根本原因,并导致可溶性多硫化锂(Li2S6)的形成。这些化合物随后在充电过程中流入锂金属负极(阳极),进一步加剧了这个问题。因此,阴极中硫的损失和阳极成分的改变显着阻碍了电池在循环过程中的性能。锂硫电池广泛应用的其他限制包括其成本高以及由于其含有化学物质而无法通过航空公司运输。 现在( 2023...

工程酶可提供更好的生物燃料

12.04.2024

Aenert. Research Laboratory news植物生物质是一种可再生、丰富且环保的能源。利用植物生物质可以减少对化石燃料的依赖,改善环境污染问题。如今,生物柴油、生物氢、生物乙醇、沼气等各种生物燃料与化石燃料并存,并通过不同的生产工艺生产。它们的生产取决于用于原料预处理的酶或酶在合成过程本身中发挥着至关重要的作用。这些酶与原料相互作用的程度对工艺效率和可行性有很大影响。因此,来自可变生物质的生物燃料的商业化具有与生产中涉及的酶相关的某些局限性。 植物生物质含有光合作用产生的富含能量的复杂糖分子。由糖组成的刚性细胞壁围绕植物细胞,以及提供结构支撑的称为木质素的材料。就像提供健康的植物需要木质素一样,如果要利用糖并将其转化为燃料,则需要减少木质素。这一直是旨在利用植物生产燃料和其他通常由石油制成的产品的研究重点。 ...

改进的 III-V 太阳能电池

17.03.2024

Aenert. Research Laboratory news在光伏行业中,不断开发创新的制造工艺、新材料、太阳能电池和模块设计,以提高设备性能并降低最终能源成本。异质结太阳能电池就是此类创新技术之一,它在太阳能电池板市场中的份额不断增长。异质结太阳能电池(HJT),也称为硅异质结(SHJ)或本征薄层异质结(HIT),是一系列光伏电池技术,基于具有不同带隙的半导体之间形成的异质结。它们是一种混合技术,结合了传统晶体太阳能电池和薄膜太阳能电池的各个方面。 异质结太阳能电池在一个电池中包含两种不同的技术:夹在两层非晶“薄膜”硅之间的晶体硅电池。与传统的硅太阳能电池板相比,这可以提高电池板的效率并收集更多的能量。薄膜硅是非晶态的。与面板中常用的晶体硅不同,非晶硅不具有规则的晶体结构。相反,硅原子是随机排列的。因此,制造这种类型的太阳能电池的成本较低。 ...

使用半导体改进固态电池

13.03.2024

Aenert. Research Laboratory news如今,许多主要参与者以及初创企业都积极参与电动汽车行业,并竞相开发更安全、更高效的电池。最近受到越来越多关注的一种电池是固态电池。与锂离子电池不同,它们使用固体电解质,这样就可以省去用于保持正极和负极分开的隔膜组件。 固态电池被视为锂离子电池更安全的替代品,因为它们不需要传统锂离子电池所需的易燃液体电解质。这大大降低了火灾风险。此外,它们比传统电池更轻,充电时间更短,有望让电动汽车行驶更远的距离。然而,虽然固态电池在性能方面已被证明是一种有前途的候选者,但它们的使用寿命可能比传统电池短,因为它们最终可能会形成裂纹并需要更换。 ...

硅基多结太阳能电池效率达到创纪录的 36.1%

22.02.2024

Aenert. Research Laboratory news太阳能电池和太阳能电池板通常用于利用太阳能并以环保的方式将其转化为电能。然而,尽管其广泛应用,其光伏能源转换效率或多或少限于29.4%。为了在一定程度上改善这一限制,可以在它们上涂上额外的材料来制造“多结”太阳能电池。在这些电池中,多个光吸收层相互堆叠,使得每层都有效吸收太阳光色谱的特定部分,这可以极大地提高电池效率。 现在( 2023 年),弗劳恩霍夫太阳能研究所 ISE 和 NWO-Institute AMOLF(阿姆斯特丹)的一组研究人员设计了一种多结太阳能电池,效率达到 36.1%。这是迄今为止报道的基于硅的太阳能电池的最高效率。该研究项目由弗劳恩霍夫 ICON 计划资助。弗劳恩霍夫团队专注于制造基于硅和 III-V 族半导体(例如 GaInP 或 GaAs)的超高效太阳能电池。 ...

汽车氢气罐

29.01.2024

Aenert. Research Laboratory news氢被认为是即将到来的能源转型的支柱之一。然而,这种气体带来了安全运输方面的一些挑战,因为它具有高度爆炸性,因此必须在高压罐中运输。这些储罐的压力为 700 巴,由纤维增强复合材料 (FRC) 制成。与金属罐相比,由于其质量轻,它们非常适合用于移动和运输领域。 为了确保最高的安全性,H2压力罐在首次使用之前经过了广泛的测试。同样重要的是,储罐在面临因加油和取出氢气而引起的反复应力或发生损坏(例如追尾碰撞)时保持其完整性。为了防止这种情况发生,高压存储系统的定期维护也至关重要。然而,每两年进行一次的储罐检查仅包括外部目视检查。使用这种传统的检查方法无法检测到储罐内部的损坏。或者,可以通过持续监测压力容器来避免损坏——这一过程称为结构健康监测,简称 SHM。 现在( 2023 年),在联合研究项目 HyMon...