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研究实验室新闻

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...

用于高效化学工艺的模块化流通池

10.01.2024

Aenert. Research Laboratory news鉴于不断增长的能源需求和气候变化,利用不同能源的能源将变得越来越重要。 在这些能源生产的替代方法中,像水电解这样的电化学过程脱颖而出,因为一方面,它们利用电力而不是化学物质,另一方面,可以通过将电化学过程连接起来来响应电源的波动。 在电力过剩的情况下或在电力短缺的情况下关闭它们。 水电解产生氢气,这是一种灵活的能源,在围绕能源转型的任何能源场景中发挥着重要作用。 现在 (2023), Fraunhofer IMM 正在构建电化学微反应器,也称为“流动池”,可用于电合成等绿色合成过程。 反应器在实验室规模开发和筛选不同合成工艺方面发挥着重要作用,以便合成可以转移到中试规模。 Fraunhofer IMM 与位于海德堡的 hte GmbH 合作,开发了一种模块化且灵活的电化学流动池概念,并将其用于电催化中的高通量筛选任务。 ...

用于清洁制氢的固体氧化物电解槽(SOEC)

15.12.2023

Aenert. Research Laboratory news固体氧化物燃料电池(SOFC)是将化学能转化为电能的新兴技术。 由于致力于提高 SOFC 稳定性和性能的大量研究工作,SOFC 技术在全世界范围内引起了迅速增长的兴趣。 与热化学和光催化方法相比,电解法具有较高的转化效率和相对较低的所需能量输入,是目前最有前途的水制氢方法。 固体氧化物电解槽电池以再生模式运行,通过使用固体氧化物或陶瓷电解质来实现水(和/或二氧化碳)的电解,产生氢气(和/或一氧化碳)和氧气。 电解池的一般功能是将蒸汽形式的水分解成纯H2和O2。 蒸汽被送入多孔阴极。 在蒸汽的影响下,它移动到阴极-电解质界面并被还原形成纯H2和氧离子。 然后氢气通过阴极扩散回来,并在其表面作为氢燃料收集,而氧离子则通过致密的电解质传导。 现在 (2023), OxEon Energy 在 NETL 的支持下,利用 NASA...

锌有机电池技术的进展

02.12.2023

Aenert. Research Laboratory news水系锌有机电池 (ZOB) 是一种相当现代的电池,具有锌离子电池和有机阴极材料的所有优点:它们利用可再生资源,并对二氧化碳排放产生积极影响。尤其是其分子结构的可调性和可产生有机反应的多样性,使得有机材料在储能领域具有无限的潜力。有机电极具有柔性、绿色且表现出良好的电化学性能。金属成分锌还为电池组件带来了许多好处,因为它成本低、安全且离子尺寸小。 然而,锌有机电池仍面临某些问题,在大规模使用之前必须克服这些问题。这些问题之一是它们由于其固有的分子结构、随机堆叠特性和不可避免的官能团溶解而导致电子传导性有限、能量密度低和可循环性低。因此,人们对探索能够克服上述障碍的新型有机阴极产生了极大的兴趣。 ...