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史丹佛大學團隊開發了一種新型鈉離子電池,但成本僅不到鋰離子電池的 80%

史丹佛大學團隊開發了一種新型鈉離子電池,可以儲存和目前市場上最先進鋰離子電池一樣多的容量,但成本僅不到鋰離子電池的 80%,畢竟鹽很豐富,鋰較稀有。不過,鈉基電池能否取代鋰離子電池很難說,畢竟鈉離子電池的表現很難被超越、成本在逐年下降,更重要的是有大量資金湧入鋰礦開採和鋰電池製造廠。 該團隊並非開發鈉離子電池的先驅,但他們相信,這款鈉基電池在價格與性能方面將具有更大的優勢。研究人員使用具有帶正電荷的鈉離子與負電荷的肌醇離子構成鈉陰極和磷陽極,其中,肌醇是一種可以在嬰兒配方奶粉中發現的有機化合物,也容易從米糠、碾磨玉米的過程中取得。 研究人員表示,當改用鈉離子和肌醇離子電極使電子流動的效率提升時,也明顯提高這種鈉離子電池的性能,使電池能以更低的成本產出與鋰離子電池相當的效率。此外,團隊也優化了電池的充電週期,目前正在進一步改善磷陽極,這代表比以前的鈉電池具更長的壽命和更大的電量,雖然這款鈉離子電池若想投入消費市場,還有很長一段路要走。 鈉離子電池的最大優點是成本降低,鋰每公噸成本為 15,000 美元,但是鈉每公噸成本僅約為 150 美元,加上強大的汽車製造商都在關注新電池技術,雖然史丹佛大學的鈉離子電池尚在開發階段,但研究人員有自信他們的鈉離子電池可以成為鋰離子電池的成本性替代品。 或許 50 年後,氫燃料電池、石墨烯超級電容器、太陽能電池等技術有機會減少人類對鋰原料的依賴,但就現在而言,鋰甚至有機會成為「下一個原油」。

幫手機充電 七大惡習千萬別犯

在鋰(離子)電池技術沒有卓越進展的前提下,即使在21世紀,仍有許多充電習慣是會對手機、電池壽命帶來負面影響,還請網友們多多留意。 一、使用第三方充電線以及充電器 一般情況來說,為了便利,不少人會選擇購買額外的充電器或者充電線,以免外出臨時要用沒得用。為了省荷包,很多人會選擇購買第三方的配件。但是這些配件如果沒有通過專業認證,對於手機反倒是會容易帶來傷害。過去也有多次手機充電時引發爆炸的事件,禍首都是第三方(非原裝)充電器所致。 二、在高溫、潮濕或低溫環境下充電 對於手機的電池來說,在其工作溫度下為它充電是最佳情況。因此,為手機充電時,在冬季即將來臨之際,最好避免在太過高溫(電池發燙的情況下,最好也不要再持續充電)或者低溫的環境下充電,對電池都不是很好。此外,有不少手機現在都標榜可以防水,在浸過水或被水潑到之後,一定要確認充電前充電孔已經完全乾燥。 三、邊充電邊用手機 對於忙碌的網友來說,一邊充電一邊使用手機是很普遍的情況,但這不但會拉長充電時間(因為一邊充電一邊用電),在充電過程中執行太繁重的任務,也更容易引起發熱情況,對手機內部零件來說,都是更不好的情況。 四、太頻繁充電 為了避免想用時無法用,有很多人都會在一看到有充電機會時,就會替手機充電。但是,這可能會造成充電孔因為充電線頻繁拔插過分磨損。如果充電模組跟主機板連在一塊的話,更換就會相當昂貴。此外,太過頻繁充電也可能造成手機損壞。先前就有一名網友因為太過頻繁替手機充電,導致相片一夕之間泡湯的情況。這想必不會有人想以身試法。 五、完全沒電再充電 相對於頻繁充電,完全把手機電力耗盡再充電又是另一個極端。對於鋰離子電池來說,完全沒電的情況其實更傷害電池,且也會多耗電池壽命(電池使用週期)。為保養手機的緣故,其實真的不需要完全沒電才替充電。 六、長時間充電 雖然因為技術進步,許多手機在充飽之後都會自動斷電來保護手機。但是如果手機後台在你睡覺時仍在啟用,代表可能會把充飽的電耗掉,然後再啟動充電程序,這一點對於手機電池的保養來說,並不是非常適當。 七、長時間不用 對於鋰離子電池來說,也很怕的一點就是長時間沒電。因此,如果有舊款手機閒置不用,為了保護手機,偶爾拿出來充電比較不容易讓手機電池損壞。

史上性能最高的紙質超級電容器,用金屬奈米粒子提升能量密

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如果電池是能量儲存界的馬拉松長跑選手,那麼超級電容器就是短跑衝刺選手。雖然不像電池具高能量密度,卻有高功率密度,可在短時間釋放大量電力。來自美國和南韓的國際研究團隊近期研發出一種新的紙質超級電容器,使用金屬奈米粒子提升能量密度,表現出迄今為止任何紡織型超級電容器都比不上的最佳性能,折疊數千次也不影響電導率,未來可用於為生物醫學、消費或軍事應用的可穿戴電子產品充電。 超級電容器(supercapacitor)不同於傳統的化學電池,是一種介於傳統電容器與電池之間、具特殊性能的電源,可反覆充放電達數十萬次,其工作原理是利用活性碳多孔電極和電解質組成的雙電層結構來獲得超大電容量。 蓄能裝置通常根據 3 種性質來判斷:能量密度、功率密度和循環穩定性,與能量密度高但功率密度低的電池相比(能長時間儲存能量,但也只能在相對涓流中釋放電力),超級電容器恰好完全相反,它們可立即釋出大量電力,具功率密度高、充放電速度快、使用壽命長等優點,但能量密度落後電池。過去有許多嘗試利用各種導電材料來塗覆紙質超級電容器以提高能量密度的方法,但通常這些方法會有降低功率密度的缺點。 美國喬治亞理工學院與韓國大學近期發表了一份關於柔性紙質超級電容器的論文在《自然通訊》期刊,透過使用簡單的逐層塗覆技術,創造出具高能量密度和高功率密度的超級電容器電極,以及迄今為止在已知紡織品超級電容器中的最佳性能。 想要保留超級電容器的高功率密度同時提升能量密度,必須仔細控制注入柔性紙質超級電容器的導電和電荷存儲材料(如金屬奈米粒子)。該團隊將紙張重複浸漬在含有胺的表面活性劑溶液和金屬奈米粒子溶液中,成功得到一張以金屬奈米粒子為紙質超級電容器電極的導電紙。 ▲ 左邊為一般紙張,右邊為嵌入金屬奈米粒子的導電紙。(Source:喬治亞理工學院 接著再透過稱為「配體介導」(ligand-mediated)的逐層組裝方法,在紙上交替添加金屬氧化物材料層(如氧化錳),這種方法可以最小化相鄰金屬或金屬氧化物奈米粒子間的接觸電阻,將絕緣紙轉換成有大表面積的高度多孔金屬紙,當作超級電容器電極的集電器和奈米粒子儲存器,透過在假電容層和金屬層間選擇性交替,研究人員可控制負載量並製成高密度的奈米粒子。該方法的另一個優點是逐層沉積允許紙張保持多孔結構,為帶電粒子提供短輸送路線來增強其性能,且就算折疊紙張也不損壞導電性。 實驗結果發現,導電紙的金…

NFC/RFID無線技術加持 物聯網應用創新

NFC/RFID無線技術加持 物聯網應用創新 賴品如2017-10-06 物聯網 (IoT) 應用加速擴散,促使許多業者相繼投入智慧城市、智慧居家、智慧生活、倉儲管理、身分辨識、遠端醫療等應用領域。市調機構IDC預測,2017年全球物聯網市場規模將超過9 ,300億美元,較去年增加1千億美元,且3年後將成長至1.46兆美元,市場應用大爆發,帶動眾多技術及產品的創新。 在各種物聯網連結技術中,NFC/RFID所具有的特性足以靈活實現各種創新的物聯網智慧應用。為協助台灣合作夥伴瞭解NFC/RFID技術的最新發展並克服諸多設計挑戰,進而快速推出符合市場需求的產品,半導體產業領導廠商意法半導體(ST)與代理商安富利(AVNET)攜手於日前舉辦「意法半導體物聯網研討會-ST.NFC與您攜手共創智慧生活」,會中邀請多位專家分享NFC、RAIN RFID的進展,以及微控制器、天線設計技術及資安等物聯網相關議題。 段標:NFC便宜又方便 快速實現物聯網 首先登場的是意法半導體產品行銷經理黃鐙誼,他分享NFC技術的優勢,以及ST所推出之相關產品及解決方案。NFC(Near Field Communication;近場通訊)屬於短距離高頻無線通訊技術,可實現電子裝置之間的非接觸式點對點資料傳輸及資料交換,因此應用範圍也就更形擴大。NFC在13.56MHz頻率運行於20公分距離內,其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。目前NFC已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標準、EMCA-340標準與ETSI TS 102 190標準。 特別值得一提的,NFC可同時傳遞資料和能量,所以即使是未供電物件,無論位在何處,只要嵌入NFC標籤就能新增智慧功能,再者,NFC毋需冗長的交握(handshaking)或資料登錄過程,就能連上網際網路。綜合這些特性,NFC能以低成本方式讓各種物件快速連上網路,對於物聯網的推動大有助益。 在實際運作中,NFC會發射觸發動作的短距離訊號,當使用者將兩個裝置彼此碰觸,如智慧型手機和喇叭,NFC就會立即連接兩者,免接線、免密碼,使用起來相對便利,後勢可期。根據IHS研究報告,至2020年,NFC智慧型手機銷量將達到22億台,另外,包括PC與週邊、網路設備、智慧家庭、車載裝置、健康醫療、智慧電表與工業自動化等裝置等都…

中國研發出只看走路姿態辨識對象技術

中國科學院自動化研究所的專家日前介紹了一種新興的生物特癥識別技術─步態識別,只看走路的姿態,50公尺內,眨兩下眼睛的時間,攝影鏡頭就準確辨識出特定對象。 自動化所副研究員黃永禎介紹,虹膜識別通常需要目標在30公分以內,人臉識別需在5公尺以內,而步態識別在超高清攝影鏡頭下,識別距離可達50公尺,識別速度在200毫秒以內。 此外,步態識別無需識別對象主動配合,即便一個人在幾十公尺外帶面具背對普通監控攝影鏡頭隨意走動,步態識別演算法也可對其進行身份判斷。 步態識別還能完成超大範圍人群密度測算,對100公尺外1000平方公尺1000人規模進行實時計數。這些技術能廣泛應用於安防、公共交通、商業等場景。

CEATEC 2017 :本田技研展示小型燃料電池模組與更容易設置的充氣站

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日本汽車雙雄本田與豐田除了鋰電池電動車外,也都積極的發展燃料電池;而本田在去年展示準醫療等級的燃料電池發電機後,這次則展示小型燃料電池模組以及比起過往容易建設的加氣站。
先前展示過的燃料電池通常都是在載具或是設備中放置儲氣槽,再從外部填充高壓氫氣;而本田這次則是展示小型化燃料電池模組的概念,其實有點像是 Gororo 的抽換式鋰電池,藉由小型模組搭配基座甚至小拖車,就可將燃料電池帶著走,可做為家庭電力備援、野餐派對的電力提供、災區緊急電力等使用,不過能否用在電動機車就不得而知了。 至於新式的燃料電池補充站發想,是希望以全新的簡化機構讓架設充氣站變得更快,透過這個模組化充氣站設計,僅須透過貨車搭配吊車,就可在差不多一個貨櫃屋的空間快速的設置充氣站,不用像過往興建加油站一樣費時。 本田之所以看好氫燃料電池技術也是有它的根據,首先高壓氫氣可利用再生能源如風力、太陽能,或是發電離峰的剩餘電力生產,其次燃料電池排放的也僅有化學作用後產生的無污染的水而已,比起目前鋰電池更為環保;此外藉由新式的加氣站設計也更容易建設,而且補充高壓氫氣比起充電更為快速;至於氫燃料車除了作為交通工具外,又可作為可移動的大型備用電源使用,先前就提出在郊遊、野餐甚至發生天災時,透過氫燃料車發電為家庭供店的概念。

瑞士科學家近日將鈣鈦礦太陽能電池的轉化效率提高到了20%並使其更耐用

新華社北京10月1日電 瑞士科學家近日將鈣鈦礦太陽能電池的轉化效率提高到了20%並使其更耐用,有望使這種太陽能電池更快投入商業應用。這一成果發表在新一期美國《科學》雜志上。   目前太陽能電池普遍採用硅材料,其光電轉化效率可以高達25%,但硅材料太陽能電池生産成本高、大量消耗能源且污染環境,重量和硬度等問題也沒有得到很好解決。相較而言,價格低廉、重量輕的鈣鈦礦材料就備受青睞。   鈣鈦礦材料2009年首次應用于光伏發電,短短幾年間,實驗室中光電轉換效率就已經從3%提高到了20%,被視為極具競爭力、最有希望實現低成本發電的光伏技術之一。   然而鈣鈦礦太陽能電池商業化的一個限制在于,材料在陽光下容易性能衰減。鈣鈦礦太陽能電池在接收太陽光之後,會産生電子和電子空穴,此時就需要一種高效的媒介把它們傳輸到電極上。目前的媒介材料造價高且不穩定,所以尋找性能穩定和低廉的媒介材料就成了關鍵。   瑞士洛桑聯邦理工學院的這項研究發現,硫氰酸亞銅可作為一種廉價、穩定的媒介材料。鈣鈦礦太陽能電池如果涂覆上60納米厚的硫氰酸亞銅涂層,在60攝氏度高溫下暴曬長達1000小時的加速老化試驗中,性能損耗小于5%。   “這是鈣鈦礦太陽能電池研究的重大突破,將為這種大有希望的新型光伏技術的大規模商業應用鋪平道路”,一位參與其中的研究人員説。