2014-03-22 09:21:48
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投稿導讀: 據悉，復旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗室、高分子科學(xué)系彭慧勝教授課題組最近成功研制出一種新型能源器件——取向碳納米管纖維，使研發(fā)完全纖維狀的“能源系統邁出了關(guān)鍵的一步”。
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太陽(yáng)能電池 碳納米纖維 電池材料
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太陽(yáng)能光伏網(wǎng)訊： 據悉，復旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗室、高分子科學(xué)系彭慧勝教授課題組最近成功研制出一種新型能源器件——取向碳納米管纖維，使研發(fā)完全纖維狀的“能源系統邁出了關(guān)鍵的一步”?；谶@一技術(shù)制造的新型
太陽(yáng)能纖維電池，使人類(lèi)隨時(shí)隨地、高效使用太陽(yáng)能這種清潔能源的夢(mèng)想有望成為現實(shí)。
彭慧勝教授的團隊新研制出的這種新型、柔性的纖維狀能源集成器件，可以制成一根根像頭發(fā)絲一樣細的纖維狀
太陽(yáng)能電池，其直徑只有60-100微米（1毫米=1000微米）。纖維狀，意味著(zhù)可以把它們像普通化學(xué)纖維一樣編織成衣服、褲子等紡織品，這樣這些衣褲，整體就成了一塊大太陽(yáng)能電池，并實(shí)現自身“發(fā)電”。
神奇的是，與現有的太陽(yáng)能電池不同，彭教授的研制的這種新型太陽(yáng)能纖維電池，還實(shí)現了在將太陽(yáng)光轉換成電能的同時(shí)，把這些能量?jì)Υ嫫饋?lái)，而不需要外接其他蓄電池或儲能設備。這樣即使在沒(méi)有日光、又對光電需求量更大的夜間，人們也可以隨心所欲地使用太陽(yáng)光能源。
據悉，在一根纖維上實(shí)現既發(fā)電又儲能是彭慧勝教授課題組最為重要的原創(chuàng )性突破之一，相關(guān)研究成果已被最新一期的國際化學(xué)原創(chuàng )性研究領(lǐng)域權威期刊《應用化學(xué)》作為封面文章發(fā)表。而負責期刊審稿的專(zhuān)家們一致認為，彭慧勝課題組用一個(gè)“非常簡(jiǎn)單和低成本的方法”，在世界范圍內“首次在一根纖維上同時(shí)實(shí)現光電轉換和儲能”，這大大提高了太陽(yáng)能的利用效率，“對于全纖維狀能源系統邁出了關(guān)鍵一步”。
碳納米管纖維，直徑與頭發(fā)絲相當，長(cháng)度可達數百米，最大的特點(diǎn)是很輕、很強。它的比強度和比剛度要比目前大規模使用的工程纖維材料——如尼龍鋼絲、杜邦公司的科夫拉纖維材料（kevlar）——強數倍之多。碳納米管纖維已經(jīng)在防彈衣、航空航天、醫療和體育器械等廣泛領(lǐng)域顯示重要應用前景。
而將碳納米纖維制成太陽(yáng)能電池的過(guò)程基本無(wú)污染，效率高，成本低，制作工藝相對來(lái)說(shuō)也較簡(jiǎn)單，具有大量穩定生產(chǎn)的可能性。一般來(lái)說(shuō)，制造纖維狀的太陽(yáng)能電池只要經(jīng)過(guò)“紡絲”——讓碳納米管材料生長(cháng)出來(lái)，如棉花紡絲一般地連續制備，“鍍膜”——將碳納米管纖維經(jīng)過(guò)特殊的溶液，從而在纖維外部鍍一層光合性材料這兩個(gè)主要工序。
據悉，使用碳納米材料制造纖維狀的新型能源器件，突破制造理念與技術(shù)的難題是彭慧勝教授課題組近年來(lái)一直重點(diǎn)研究領(lǐng)域的應用性成果。而他們所從事的碳納米管及聚合物復合材料在能源領(lǐng)域的應用研究是目前國際材料學(xué)界的一個(gè)前沿熱點(diǎn)。
而除了將取向碳納米管纖維成功應用于制造太陽(yáng)能電池外，不久前，彭教授課題組還成功地以這一纖維材料作為電極，研制了出新型線(xiàn)狀微型的超級電容器和鋰離子電池，其成果也被國際材料領(lǐng)域權威期刊《先進(jìn)材料》（AdvancedMaterials，影響因子13.9）以封面文章的形式發(fā)表。
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