新型电池研究成为热点
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现代材料动态 ２００７年第６期 持。 燃料电池方面，由于关键产品——燃料电池车的投产推迟，关注度有所下降。但还是有 很多企业在进行研究和开发，希望将其应用于非乘用车，作为叉车及搬运车辆电源、设备及 设施紧急备用电源、军用及业务用便携设备电源等。在研讨会上，此前研究开发的热点—— 直接甲醇型燃料电池（ＤＭＦＣ）退居幕后，而以后ＤＭＦＣ（Ｐｏｓｔ－ＤＭＦＣ）为目标的开发则愈 发活跃。 实际上，ＤＭＦＣ实用化的环境正在得到迅速完善。２００７年１月，甲醇、甲酸、液化气 （丁烷）燃料盒取得飞机登机许可，使用这些燃料的燃料电池的安全性、性能试验方法、兼 容性国际标准也将于２００７年度内出台。ＤＭＦＣ很可能在这１年内成为笔记本电脑及便携式 音乐播放器的电源、手机的外置充电器，出现在普通消费者手中，开发也因此转入了幕后。 另一方面，在研究开发一线，为了克服ＤＭＦＣ输出密度低的弱点，高输出密度的燃料 电池正在开发当中。在此次研讨会上，除了有大量关于氢硼化物、金属粉末、改质型燃料电 池（用氨水生成氢气作为燃料）的发表外，还有多场关于直接硼氢化物燃料电池（可向发电 单元直接供应氢硼化物，ＤＢＦＣ）的演讲。 ＤＭＦＣ掌握燃料电池市场的关键 这些把后ＤＭＦＣ为目标的便携设备用燃料电池能否在一般消费者中得到普及，很大程 度上将受到率先上市的ＤＭＦＣ的发展趋势的影响。 ＤＭＦＣ将成为预测燃料电池未来的试金石。ＤＭＦＣ因其发电系统简单，在实用化的道 路上走在了前面。很可能率先在一般消费者中得到普及。如果能够通过ＤＭＦＣ，向一般消费 者展示燃料电池的安全性和可靠性，以及在燃料盒流通等基础设施方面不存在问题，对燃料 电池在各个领域的应用的期待将会更高。相反，如果不能得到消费者的认可，燃料电池的前 景将蒙上一层阴影。 高输出密度便携设备用燃料电池使用的氢硼化物燃料盒预计将于２００９年取得飞机登机 许可。 新型电池研究成为热点 ’ 德国最大的应用科学机构——Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ宣布他们正在研发一种可为手机等通讯设备提 供电力的”微电力工程系统解决方案”。微燃料电池采用了聚合体以及金属薄膜制成，３个单 个的电池进行连接可产生１．５Ｖ左右的电压，这足以替代传统的扣式电池。工作人员也已开 发出可产生数毫安及数百瓦电力的微燃料电池系统。 另一方面，Ｆｒａｕｒｄａｏｆｅｒ也正在研发其他使用燃料供电的方法，其中的一种方法就是通过 加入水，使用硼氢化钠制造出燃料供电所需的氢。还可以通过使用液体甲醇直接转化成氢的 方法来产生电力。 Ｆｒａｕｒｄａｏｆｅｒ的燃料计划还包括使用光、热、振动来产生能量，在手机或其他通讯产品内 置热电转变装置便可把使用者的手动，外界的微热转换成能量进行供电。此外，Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ 还在研发一种可弯曲的便携式电源，在ＰＤＡ掌机，笔记本中使用便可节省空间，携带也比 较方便。 未来的数码类产品中将可以集成智能电力管理系统，该系统可把感应到的热，光转化成
电力并保存，在平时，手机可使用电池进行正常供电，而一旦电池电力耗完时，该智能电力 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年芽６期 管理系统便可进行供电。 新西兰科学家研发出新—代太阳能电池技术 新西兰梅西大学纳米材料研究中心开发出了一种新的太阳能电池技术，可以使太阳能发 电成本降为当前硅基光电管太阳能电池的１／１０。 研究人员开发了各种颜色的染料用于染料敏化太阳能电池，这些合成染料是由简单的有 机化合物制成的，其中绿色染料敏化电池能在光线很弱的条件下产生电能，即使在阴天时的 效果也非常理想。 日本开发出硒原料利用率提高到１ ０倍以上的ｃｌ鹤太阳能电池新制法 臼本产业技术综合研究所开发出利用Ｃｕ－Ｉｎ．Ｇａ－Ｓｅ（ＣＩＧＳ）化合物薄膜的太阳能电池的 新制法，将原料硒（Ｓｅ）的利用率提高到了１０倍以上，便可降低太阳能电池的生产成本， 使量产成为可能。 新制法是基于多元蒸着法研制而成的，多元蒸着法是将铜（Ｃｕ）、铟（Ｉｎ）以及硒等多 种元素同时进行真空蒸着，从而制作出ＣＩＧＳ薄膜。将以往蒸着时使用的硒蒸气，换成了由 高频气体放电所产生的等离子所分解的硒。被等离子分解的硒出现游离化，反应活性得到提 高。由此，成功地将硒的消耗量降低到以前的１／１０以下。以前需要数１０倍于铜及铟等元素 的硒原料，在制膜过程中大部分原料附着在制膜室内侧等处，造成了浪费。 采用新制法制作的薄膜，其表面平滑密实，粒径也较大。另外，已经确认所制作的小面 积ＣＩＧＳ太阳能电池具有与原产品相同的转换效率。 今后，产业技术综合研究所将继续研究将新制法应用于大面积模块制膜技术的方法，同 时还将推进电池高效化以及低温制膜技术的开发等。 科学家合成有史以来亮度最大的荧光粒子 Ｃｌａｒｋｓｏｎ大学的研究小组发现了一种制造有史以来最明亮的荧光硅粒子的方法。这些纳 米结构的微观硅粒子能在医药、环境保护等等多个领域得到应用。 方法是，将很大数量的有机荧光分子用物理过程捕捉到一个充满纳米小孔的硅母体内。 硅粒子的荧光亮度是之前任何类似大小粒子的１７０倍。之前的纪录是通过量子点技术实现 的。 用一束激发光给分子提供能量，分子再释放出颜色不同的光。这种现象就是荧光，它能 用于很多领域，因为荧光很容易探测，用光纤移走激发光，剩下的就是粒子的荧光了。这些 小于人类头发１／１０的粒子能用于全息，或者植入各种物体用来追踪，甚至是“隐形墨水” 等。 同样在环境保护方面，科学家可以将这些粒子散布到地下水中，来观察它们流向何处， 并追查污染源。科学家还希望能制造出在不同的酸性条件下能改变颜色的荧光粒子。 除了以上各种探测器之外，研究小组在致力于将这些荧光粒子体积缩小到纳米级别。各 种不同颜色的粒子能用于各种生物分子探测。 科学家首次制成接近金刚石硬度的非碳材料 德国海德堡大学和拜罗伊特大学的科学家率先制成了硬度接近金刚石的非碳材料，研究 对依赖金刚石的技术和产业（例如切削和钻孔工具、磨料）将产生重大影响。 该材料属于氮化硼纳米复合物，由纳米大小的氮化硼晶粒组成，具有很高的硬度和强度，
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