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鋰空氣電池研究再取得突破,庫倫效率接近 100%

加拿大滑鐵盧大學研究人員解決了鋰空氣電池兩個最具挑戰的問題,不只首度實現四電子轉換,也讓鋰空氣電池儲能增加 50%。

鋰空氣電池(Lithium–air battery)以超高理論能量密度和相對輕巧的重量博得科學家青睞,鋰空氣電池陽極(負極)採用金屬鋰,陰極(正極)材料則是空氣中重量幾乎可不計的氧。 而鋰離子電池的陽極通常為石墨,陰極為鋰化合物,為了讓鋰離子在移動時可以安穩嵌入陰極,需要打造一個更大更重的結構去「收納」鋰離子,也因此電池容量有限,讓鋰離子電池的能量密度一直過不去門檻。 但鋰空氣電池的理論能量密度卻能遠遠超過其他電池,比現有鋰離子電池高 5~10 倍,接近汽油的能量密度,也就是說,如果鋰空氣電池有一天成功商業化,電動車將擁有媲美汽油車的續航里程。 有科學家也將鋰空氣電池稱為鋰氧電池(lithium-oxygen battery),與鋰硫電池(Lithium sulfur battery)並列新興應用的首選高能可充電電池,一篇發表於 2017 年英國化學學會《再生能源與燃料》期刊的論文表示,鋰硫電池已被引入能量儲存市場,而鋰氧電池的實用原型已開發出來,兩種電池都在迅速發展當中。 但是鋰空氣電池有兩大嚴重缺點,第一個是電化學過程中形成的中間體(intermediate):超氧化鋰(LiO2)和過氧化鋰(Li2O2)會從內部降解電池;第二個是超氧化物在該過程中會消耗有機電解質,極大限制了電池循環週期壽命。 滑鐵盧大學化學系教授 Linda Nazar 團隊因此決定將有機電解質換成更穩定的無機熔鹽,多孔碳陰極則換成二功能金屬氧化物觸媒,接著在 150℃ 環境下實驗,發現中間體改形成較穩定的氧化鋰(Li 2 O)而不是過氧化鋰,這使得電池高度可逆,庫倫效率(Coulombic Efficiency)接近 100%。此外,電池能保持優異充電特性,實現四電子轉移,進而可以多儲存 50% 能量。 但這款鋰空氣電池在實際應用前還有很長一段路要走,因為我們必須在電動車中將電池加熱到 150℃ 它才能工作,麻省理工學院能源材料研究員 Yang Shao-Horn 在同期期刊評論中指出,這款鋰空氣電池也許可以作為飛機、潛艇的緊湊型動力源。 新研究發表在《科學》期刊。 Lithium-oxygen batteries are getting an energy boostSci…

新型紙基生物電池由細菌供電

電池出現已有100多年,但時至今日,在某些偏遠或資源有限的地區,這種我們慣用的日常用品卻還屬于奢侈品。而即將在美國化學學會第256屆全國會議暨博覽會上公布的一項最新成果——一種靠細菌發電的新型紙基生物電池,或許能改變這一狀況,給這些地區帶來低成本的新型能源。   這種新型電池是由美國紐約州立大學的一個研究團隊開發的。研究人員在紙的表面印刷薄層金屬和其他材料作為基板,然後把凍幹的産電菌群放置在紙上,制成紙基生物電池。使用時,只需將水或者唾液涂抹在紙上,幾分鐘內,這些凍幹細菌就會恢復活力,它們在為自己制造能量的同時,産生的電子會穿過細胞膜與外部電極接觸,從而為電池供電。   由于紙張會透氣,研究人員曾擔心細菌産生的電子在到達電極前被氧氣吸收,從而影響電池性能。但研究顯示,氧氣對電池性能的影響很小,因為細菌細胞緊密地附著在紙張纖維上,在氧氣介入之前,纖維就已經迅速將電子轉移到陽極了。   作為生物傳感器材料,紙張具有獨特的優勢,柔韌性好,表面積大,價格也很低廉。不斷創新的結構工程技術,讓人們可以控制紙張的纖維直徑、平滑度和透明度,為紙在新一代電子産品中的廣泛應用奠定了良好基礎。而紙基電池因適用性廣、生態友好且成本低廉等特性,被普遍看好。研究人員指出,他們研制的新型紙基電池的成本很低,攜帶方便,可以很容易地整合到一次性電子設備中,雖然尚未達到投入實際應用水平,電池性能還需大幅提升,但這種提升可以通過多個紙電池堆疊、連接來實現。   目前這種一次性電池的保質期約為4個月。研究人員正在想辦法提高凍幹細菌的存活率和性能,從而延長電池的保質期。     沒錯,紙也能拿來做電池基板,凍幹細菌動起來就能為電池傳輸電子,這電池設計得簡單又巧妙。在資源受限地區,能屈能伸的紙張和便宜好用的細菌相結合,就成了“黃金搭檔”。雖然紙基電池暫時還達不到普通電池的效果,但如果解決掉保質期和電池性能的問題,它會是個性價比還不錯的選擇。研究人員打破人們對于電池的傳統定義,開各種腦洞費勁做研究,最終目的,也是想讓這些奇思妙想,在特殊地區、特殊時刻大顯身手,把人類生活變得更美好。(記者劉海英)

無論你相信什麼,只要深信不疑,就會成真

「這是真的嗎?」這個問題有兩種答案:「是」或「不是」。如果你相信它是真的,那就是真的;如果你相信不是真的,它就不是真的。 「我可以辦到嗎?」答案是:如果相信你能,你就能辦到;如果認為你不行,就真的不行。 「你相信有真愛嗎?」答案是:不管你「信」或「不信」,結果會跟你想的一樣。認為有真愛的人,就會真心的去愛,很可能得到真愛。認為沒真愛的人,本來就對愛懷疑,所以永遠也得不到,就算得到了,也不會相信那是真的。或許你已經知道了,這就是自我實現預言。 無論你相信什麼,只要深信不疑,就會成真 想像你剛認識的朋友吧!如果你認為他是個友善且真誠的人,你對他就會友善真誠。然後他也以同樣態度回應你,而他的友善與真誠又應驗你最初的預設。 反過來,假如你認為對方是個冷漠高傲的人,就會比較拘謹嚴肅,敬而遠之,並認定對方難相處。 這種現象在學校經常看到。老師的期許往往成為孩子的預期。被分到「後段班」的學生常有低成就的傾向,因為學生們知道老師對他們的期望不高,加上自己又在「後段班」裡,形同自我放棄,進而影響他們各方面的表現。 若是老師多去表達:「我相信你能辦得到,同時我會給你所需的輔導。」孩子便會覺得受到鼓勵支持而有截然不同的表現。 自我實現預言,也叫自我驗證(self-fulfilling prophecy)。好的預言往往帶來好的結果,好的結果又強化了原先樂觀預期。相反,壞的預言往往導致壞的結果,而壞的結果又證明了原先悲觀預期果然正確。 使一件事情發生的最好方法,就是預測它會發生 我聽說,有個男子經營一家餐廳,由於物美價廉,加上男子把餐廳內外布置得非常美觀,還雇用專人負責打掃清潔,因此餐廳生意一直很好。 有一天,男子突然在報紙上讀到一則報導:報導指出,最近全球都面臨經濟不景氣,尤其愈是基層的產業,遭受的衝擊愈大。以某都市為例,短短半年,就有三分之一的餐廳歇業。 老闆看到這裡,心中也不由得緊張起來,心想:「雖然最近餐廳的客人沒減少,但我還是要『未雨綢繆』,先精簡餐廳的開支才好!」 可是,該從哪裡開始呢?老闆心想,簡餐的排骨縮小一點、紅燒牛腩也少一點吧!每一樣東西的價錢都提高一點,這樣我就可以賺更多了……最後,老闆索性辭退清潔人員,心想「自己來打掃,經濟又實惠」。但他一個人要忙點餐、出菜,還要忙廚房,根本沒時間整理環境,所以餐廳也愈來愈髒。 半年之後,原本生意興隆的餐廳,變得門可羅雀。這名老闆還得意…

夏普傳將推 IoT 用新型太陽能電池,可能委外生產

日經新聞 10 日報導,鴻海轉投資的夏普(Sharp)計劃在 2018 年度內(2019 年 3 月底前)推出使用於物聯網(IoT)領域的新型太陽能電池。夏普所將推出的新型產品為「染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell,DSSC)」,其最大特徵就是可利用室內照明等微弱的光線進行發電。 報導指出,夏普計劃在 2018 年度內開始量產染料敏化太陽能電池,不過是要自家進行生產、抑或是委託外部企業進行代工生產,將待今後決定。 據報導,現行矽製太陽能電池主要使用於太陽能面板,不過因競爭激烈,因此夏普急於推出新型產品搶市,而在室內光等微弱的光線環境下,染料敏化型產品的發電效率可達矽製產品的近 2 倍水準,且可進行小型化設計,因此可應用於 IoT 機器上。 在 2000 年代中期前(2005 年以前)夏普太陽能電池產量高居全球之冠,不過現在排不進前 5 大廠之列。 截至日本股市 13 日早盤收盤(台北時間上午 10 點 30 分)為止,夏普重挫 3.04%,暫收 2,779 日圓,今年迄今股價大跌約 28%。 根據夏普 7 月 31 日公布的資料顯示,上季(2018 年 4-6 月)「智慧家庭(SmartHomes)」部門(包含太陽能電池事業、IoT 通訊事業、健康 / 環境系統事業)營收成長 15.6% 至 1,505 億日圓、營益成長 19.9% 至 118 億日圓。

四點拍花小技巧

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四點拍花小技巧 一、切記“對焦準確”:這點很關鍵,經常能看到小伙伴分享自己拍的花朵,都存在這個問題,一張清晰的花朵和一張模糊的花兒,效果差距很明顯,大家看下圖感覺一下。
1-如何對焦準確? 手機拍攝時,尤其是近距離拍野花,一般對焦在主要花朵的“花蕊”位置。多數手機會自動對焦,但不要太依賴,我們還要輔助手動點擊花蕊位置,多點擊兩次,保證清晰的狀態下,按快門。 ▼ 如下(左圖)準確對焦在花蕊,(右圖)對焦在花瓣,所以花蕊虛了
2-對焦在前景和背景有何區別? 如果是拍“花與景”的組合時,我們對焦的位置就要在“前景的花”,而非背景中的建築或物體,否則會出現怎樣的情況? ▼ 比如:下面兩張同樣拍攝大片花和景時 1-左圖:對焦在前景花朵,所以背景是虛化,花朵是清晰 2-右圖:對焦在背景建築,所以前景的花虛了,背景反而清晰
二、不一樣的“拍攝角度”: