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新能源材料文章摘要：介紹在開發(fā)新能源過程中出現(xiàn)的一些新材料，及其相關(guān)的一些技術(shù)。關(guān)鍵詞：儲氫材料，復(fù)合蓄熱材料，太陽能材料。 隨著中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，能源問題日漸明顯。為了能更好的發(fā)展經(jīng)濟，新能源的開發(fā)成了迫在眉睫的大事。在開發(fā)新能源的過程中，許多新能原材料應(yīng)運而生。下面就重點介紹三類新能源材料：貯氨材料地球上氫的儲量非常豐富，取之不盡、用之不竭，被看作未來理想的潔凈能源，受到各國科學家和政府的高度重視。氫作為能源有如下優(yōu)越性：自然界中氫含量豐富，同液態(tài)碳氫燃料(如普通石油)相比，氫的能量密度是它們的三倍；同氧氣作用時，不論是燃燒還是在燃料電池中反應(yīng)，其唯一的產(chǎn)物是水、不產(chǎn)生任何污染、有利于環(huán)境保護。儲氫物質(zhì)主要有以下幾種：金屬合金貯氫：貯氫合金是20世紀60年代末研究開發(fā)的新型功能材料，貯氫密度大，可與液態(tài)氫、固態(tài)氫相比擬。能夠滿足工業(yè)化貯氫、蓄熱用金屬或合金的氫化物一般應(yīng)具備以下條件：(1)容易活化，吸氫量大，吸收和釋放氫的速度快；(2)吸收、分解過程中的平衡氫壓差(滯后現(xiàn)象)要小，做貯氫材料用時，室溫附近的分解壓在23atm之間；(3)可以反復(fù)進行吸收和釋放氫的循環(huán)過程，金屬或合金的性能不退化；(4)對水和氧等雜質(zhì)有很好的穩(wěn)定性；(5)金屬或合金的價格要便宜。有機物貯氫：有機液體氫化物貯氫是借助不飽和液體有機物與氫的一對可逆反應(yīng)(即加氫反應(yīng)和脫氫反應(yīng))實現(xiàn)的。有機液體貯氫技術(shù)是上世紀八十年代國外開發(fā)的一種新型貯氫技術(shù)，它與傳統(tǒng)的貯氫技術(shù)(深冷液化、金屬氫化物、高壓壓縮)相比，具有以下優(yōu)點：(1)氫量大。其貯氫量比傳統(tǒng)方法大得多；(2)貯表保養(yǎng)安全方便。特別是貯存設(shè)施的簡便是傳統(tǒng)貯氫技術(shù)難以比擬的。(3)可多次循環(huán)使用。富氫化合物、絡(luò)合氫化物貯氫：在燃料電池技術(shù)方面，它必須使用有氧條件下的氫轉(zhuǎn)移手段，一些富氫化合物、絡(luò)合氫化物。新型納米材料貯氫：準一維納米材料，包括納米碳管和納米碳纖維，以及硼氮納米管與納米絲等，均具有優(yōu)良的貯氫性能。氫分子在納米碳管中的中空管道及碳管間隙中的吸附是其貯氫的主要機制。而貯氫前處理和單壁納米碳管束的晶格結(jié)構(gòu)，包括碳管的直徑、間距、排列方式等，是影響單壁納米碳管貯氫容量的關(guān)鍵因素復(fù)合蓄熱材料復(fù)合蓄熱材料應(yīng)用于建材的研究始于1982年，由美國能源部太陽能公司發(fā)起。蓄熱材料的研究涉及三個方面的問題:相變材料的熱物性、相變材料與建筑材料的相容性與經(jīng)濟性。20世紀80年代對相變材料純物質(zhì)進行了篩選，其中包括無機物和有機物。某些無機鹽和水合物盡管熔點合適，潛熱大并且價格低廉，但因?qū)ㄖ牧暇哂懈g性或強吸濕性而被排除。目前國內(nèi)外的研究都集中在有機相變材料，主要有烴、酯、醇和石蠟等。相變材料與建筑基體的結(jié)合工業(yè)主要有三種:(1)通過浸泡將相變材料滲入建材基體;(2)將高密度交聯(lián)鍵聚乙烯顆粒在熔化的相變材料中膨脹;(3)將相變材料吸入半流動性的硅石細粉中然后滲入建材板中。相變材料為正烷烴的幾種儲能建材其潛熱遠大于相變材料為硬脂酸正丁酪的建材，化學性質(zhì)穩(wěn)定，其中正十八烴更以其熔點接近空調(diào)舒適溫度而在相當長的時間內(nèi)被研究者所矚目。但其價格高，且滲有正十八烷的儲能材料在長時間處于相變溫度以下其自由表面有嚴重的接霜傾向。所以，近年來研究的重點轉(zhuǎn)向其替代物的尋求。硬脂酸正丁酷的缺點是潛熱較小，但價格低，因為有一定的使用價值。目前，蓄熱技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如利用濃度差蓄熱技術(shù)的吸收式熱泵作為蓄熱和低品位廢熱升級利用的有效技術(shù)裝置;蓄熱技術(shù)應(yīng)用于高效率的空調(diào)制冷熱傳導(dǎo)裝置;復(fù)合相變材料蓄熱技術(shù)與納米技術(shù)結(jié)合在化工企業(yè)中的應(yīng)用;利用相變材料作為民用取暖的一種新裝置，將相變材料密封在高密度的聚乙烯管中制成儲熱管，與太陽能或工廠余熱相配合，解決住宅，辦公室，農(nóng)用溫室的取暖保溫問題。蓄熱技術(shù)可以用于解決熱能共給與需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保護環(huán)境的重要技術(shù)，在太陽能利用，電力的“移峰填谷”，廢熱和余熱的回收利用以及工業(yè)與民用建筑采暖與空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。近年來蓄熱技術(shù)已經(jīng)成為世界范圍的研究熱點。從經(jīng)濟的觀點來看，蓄熱技術(shù)在熱能裝置的有效利用和促進大規(guī)模的能量循環(huán)利用方面，具有很大潛力。太陽能材料太陽能光電轉(zhuǎn)換主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，利用光照產(chǎn)生電子一空穴對，在PN結(jié)上可以產(chǎn)生光電流和光電壓的現(xiàn)象(光伏效應(yīng))，從而實現(xiàn)太陽能光電轉(zhuǎn)換的目的。通常所用的半導(dǎo)體材料為硅、鍺和I一v化合物等。一般對太陽能電池材料有如下一些要求：要充分利用太陽能輻射，即半導(dǎo)體材料的禁帶不能太寬，否則太陽能輻射利用率太低；有較高的光電轉(zhuǎn)換效率；材料本身對環(huán)境不造成污染；材料便于工業(yè)化生產(chǎn)且材料性能穩(wěn)定。能達到這幾條要求的主要有鍺、硅、砷化鎵、硫化銅，銻化鍋等。 當前，晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，其市場占有率在90以上,而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)長期以來掌握在美、日、德等3個國家7個公司的10家工廠手中，形成技術(shù)封鎖、市場壟斷的狀況。 多晶硅的需求主要來自于半導(dǎo)體和太陽能電池。按純度要求不同，分為電子級和太陽能級。其中，用于電子級多晶硅占55左右，太陽能級多晶硅占45，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導(dǎo)體多晶硅的發(fā)展，預(yù)計到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。太陽能電池的出現(xiàn)和發(fā)展是標志人類利用太陽能達到的一個新的發(fā)展階段。目前太陽能電池，占主導(dǎo)市場的是單電池會逐步占領(lǐng)市場，并有可能最終取代單晶硅的主導(dǎo)地位。 近年來，隨著材料科學的發(fā)展，不斷有新材料、新工藝出現(xiàn)。象硒銦錮電池成本低，性能穩(wěn)定也是具有很好發(fā)展前景的。此外作為近年來太陽能電池發(fā)展的最新成果納米晶太陽化學能電池更展現(xiàn)了太陽能電池的一個新的發(fā)展方向。高性能單晶硅電池是建立在高質(zhì)量單晶硅材料和相關(guān)的成熟的加工處理工藝基礎(chǔ)上的。目前國內(nèi)外生產(chǎn)單晶硅主要采用提拉法和區(qū)熔兩種工藝。通過現(xiàn)代先進的電池工藝，開發(fā)的單晶硅電池可分為