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2009/02/05

充電電池の原料リチウム:供給に不安、地熱発電所で採取する新技術


http://wiredvision.jp/news/200902/2009020522.html
ノートPCや将来の電気自動車などのバッテリーの原料としてリチウムの需要が高
まる中、塩水や排水から炭酸リチウムを採取する新興企業の米Simbol Mining社が
注目されている。


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2009/02/04

未来派の3輪電気自動車『2e』、今秋発売へ


http://wiredvision.jp/news/200902/2009020423.html
2009年2月 4日
未来の自動車が、すぐそこまで来ている。

米Aptera Motors社が、電気のみを動力とする2人乗り3輪自動車『2e』の最初の試作車を披露した。燃費効率は、ガソリン車換算で200マイル/ガロン(リッターあたり約85キロメートル)に相当し、1回の充電で100マイル(161キロメートル)を走行できる。

南カリフォルニアに本拠を置く新興企業Aptera社にとって、この試作車の完成は大きな節目と言える。同社は、今年のハロウィーン[10月31日(米国時間)]までに一般道を走行可能なモデルを世に送り出す計画であり、[次世代低燃費車のコンテスト]『Progressive Automotive X Prize』(日本語版記事)の賞金1000万ドルを獲得できる望みも出てきたようだ。

Aptera社最高マーケティング責任者(CMO)のMarques McCammon氏は、「すべてが順調に進行しており、10月の初めには2eの本格的な生産を開始する手はずになっている」と話す。

「超効率的で燃費がよい自動車を、快適性と安全性を犠牲にすることなく製作するというわが社の目標は変わりない。この秋、カリフォルニアの人たちにこの車のハンドルを握ってもらえれば、通勤の風景が一変するだろう」

この数ヵ月の間に、大手、小規模を問わず、自動車メーカーが自動車の新しい進化の形として電気自動車(EV)に注力していく流れが明確になってきている。

1月にデトロイトで開催された北米国際自動車ショーでは、ほとんどの大手自動車メーカーがEVのコンセプト車を発表した。米Ford Motor社や米Chrysler社などは、2010年には充電用のコードがついた車の投入を始めるとしている。米Tesla Motors社は1年ほど前からオール電力の『Tesla Roadster』の生産を始めており、米Fisker Automotive社も、8万7900ドルのプラグイン・ハイブリッド車を2009年秋にも生産開始すると話している。

しかし、これらの車はどれも、先端的なドライブトレイン(駆動系)を備えているものの、外観は従来の車と変わらない。これに対し2eは、自動車業界に2つとないユニークな外観をしている。

2eが劇場版『スタートレック』の最新作(日本語版記事)[米国で5月8日公開予定]にゲスト出演を果たしたのも、それが理由なのかもしれない。3輪でスマートなデザインの2eは、ミスター・スポックが乗り回してもおかしくない外観に見える。

2eはリチウムイオン・バッテリーを搭載した電気モーターで駆動し、時速60マイル(約97キロメートル)までの加速時間は10秒を切る。最高スピードは時速約90マイル(145キロメートル)だ。2eが走行性能を売りにする車でないことは明らかだが、200マイル/ガロン相当の燃費が得られるとしたら、そんなことを誰が気にするだろうか? 

2eの驚異的なエネルギー効率を実現するためには、ボディを可能な限り滑らかにすることが不可欠になる。Cd値(空気抵抗係数)はおよそ0.15で、2eのエアロダイナミクスは米General Motors(GM)社の『EV1』を凌ぎ、過去の量産車の中で最高を誇る。

2eは車体重量も770キログラム強と超軽量で、これもまたエネルギー効率に貢献している。しかし心配は無用だ。フロントの緩衝部、乗員を守るレースカーのようなセーフティセル構造、そしてエアバッグが、車内の全員を守ってくれる。また、Aptera社によると、車内には買い物袋でおよそ15袋、ゴルフクラブで2セット、サーフボードで1枚を入れるのに十分な空間があるという。

Aptera社の最高経営責任者(CEO)を務めるPaul Wilbur氏は、「世界初の、安全で手ごろな価格のオール電力自動車を市場に送り込む」と述べているが、EVの場合は手頃な値段と言っても相対的な話であり、2eの価格は2万5000〜4万5000ドルになるとみられている。

この価格帯には、トヨタ自動車のハイブリッド車『プリウス』の次世代モデルや、航続距離延長型電気自動車(E-REV)であるGM社の『Chevrolet Volt』、そして米国に投入されるかは現在のところ微妙な、三菱自動車の電気自動車『i MiEV(日本語版記事)』などの一般市場向け乗用車が含まれる。

いずれにしろ、流線型のボディが目を引く2eが、今後9ヵ月で実用化にこぎ着けられれば、この車は一般市場向けの比較的手頃な価格のEVとして、いち早く登場することになる。そうなれば、賞金1000万ドルを掲げるX-Prizeが、技術革新を後押しする力を持っていることの証明にもなるだろう。

創立から3年になるAptera Motors社は、燃費100マイル/ガロンを超える量産可能車を世界に先駆けて製作した者に与えられるX-Prizeを争うチームの1つであり、米Google社や米Idealab社などが出資している。

X-Prizeに参加を表明したチームは少なくとも20にのぼっている。[同意書にサインしたチームは100を超える]。

2eの最初のモデルはオートバイに分類され、発売地域もカリフォルニア州に限られる。しかし、Aptera社は2eを全米展開し、それから新モデルに着手したいと考えている。「われわれは、日々のドライブを一新したい」とWilbur氏は期待を語っている。

[以下の動画は2eのコマーシャル]



[日本語版:ガリレオ-緒方 亮/長谷 睦]



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DIYで組み立て、安価でクールな電気自動車『BugE』


http://wiredvision.jp/news/200901/2009012823.html
2009年1月28日
電気自動車(EV)は自動車の次なる進化形なのかもしれないが、値段が高いというのも確かだ。「Neighborhood Electric Vehicle」(NEV:近隣走行用の電気自動車)も7000ドル、電動自転車でさえ3000ドルはする。

米Blue Sky Design社のスタッフは、それではいけないと考えた。そして、映画『スター・ウォーズ』シリーズに登場したボバ・フェットの宇宙船を思わせる未来的な外観と、スクーターのお手頃感をあわせ持ち、DIYで組み立てる電気自動車『BugE』を考え出した。

BugEは、電動のリカンベントバイクと電気自動車の間に位置する乗り物だ。約159キログラムという軽い車重を活かし、1回の充電で約48キロメートル走行できる。

最高時速は約80キロメートルだ。ただし最高速度で走行すると、その数字以上に速さを実感できることは間違いない。BugEの運転席はオープンで着座位置が低く、またトルクが瞬時に加わる電気モーターを搭載しているためだ。

同社を設立したMark Murphy氏は、BugEが万人向けでないことを承知している。ただ一方で、「自転車と、『Buick』のような自動車との間にうまくはまる」シンプルで低コストの移動手段には、市場が絶対にあるはずだと考えている。

「ニッチ狙いの乗り物で、スクーターにはるかに勝る。21世紀のT型フォードとでも言おうか」とMurphy氏は言う。

Murphy氏が、米国オレゴン州にある自分の店を拠点に販売するBugEのキットには、75個の部品が含まれる。注文方法は少々複雑で、少なくとも2カ所のサプライヤーから部品を入手することになるが、Murphy氏によるとこの方法をとったのは、コストの最小化と選択肢の最大化を実現するためだという。

まず3500ドルで、フルサスペンションのスチール製フレーム、アクリル製のキャノピー(風防)がついたグラスファイバー製の白のボディ、そのほか、とにかく転がるまでのシャシーを製作するのに必要なすべてが手に入る。そこにあと325ドルを足すと、日没後も運転する人向けの灯火装置を入手できる。

しかし、まだ出発はできない。さらに1500ドルを出して、3.8馬力の電気モーター、48ボルトの充電システムなど、バッテリーを除く必要なものが含まれた「パワーキット」を米EV Parts社から入手する必要がある。

バッテリーをどうするかは自分で決める。仕様では、一般車が使うような鉛バッテリーを搭載することになっているが、なかには改造してリチウムイオン・バッテリーと38馬力モーターを搭載している人物もいる。この人の主張によると、これで最高時速は約140キロメートルになり、停止状態から7秒未満で時速60マイル(時速約110キロメートル)まで加速するという。

だいたいのところ、全部で5500ドルといったところだ。電動自転車の『Ultra Motor A2B』が2700ドル、米Global Electric Motorcars社のNEV『GEM』のたぐいで7300ドルからということを考えると、悪くはない。

BugEは、米国ではオートバイに分類され、Murphy氏によると時速約48キロメートルでおよそ48キロメートルを走行できる。ただ、速度を上げるとフル充電での連続走行距離は落ちる。

バッテリーの充電時間は約8時間だ。キャノピーをはね上げると気持ちのよい風を楽しめる。一応だが、買い物バッグを2つ積める収納スペースを備えている。

Murphy氏によると、ビジネスを開始してからの2年間で50キットを販売したという。組み立ては、自動車自作よりはるかに簡単で、1960年代にSearsが販売していた、自転車をオートバイに変えるキット『Father & Son Motor Bike Kit』のような感じだという。また、[市販車を電気自動車に変えるサービスを提供している]Harvey Coachworks社は、組み立て不要のBugE完成品を約9000ドルで販売する予定だ。




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PV-LIB太陽光発電効率アップ 東北大グループがシステム開発


http://www.kahoku.co.jp/news/2008/12/20081227t13024.htm
 東北大大学院環境科学研究科の田路和幸教授(機能材料分野)らのグループ
は26日、太陽光発電で得た電気をリチウムイオン電池に蓄積した上で、直流
で供給するシステムを開発したと発表した。余った電気をためて後から使える
ほか、電化製品を動かす直流を直接送ることができるため、大きな省エネルギ
ー効果が期待できるという。
 従来の太陽光発電は電気をためる仕組みがなく、余剰分を交流に変換して電
力会社に売る。この方式では、電圧の低い太陽光発電の電気を電力会社の電圧
に合わせる段階でロスが生じ、約2割の電気が失われる。
 グループは、放電が少なく、使いながらでも蓄電できるリチウムイオン電池
に着目。発電した電気をいったん電池にため、必要な分を取り出す回路を完成
させた。
 家電製品に直接給電する方法も導入。電池からの電気を、機器内部で使われ
る電圧に合わせて送ることで、さらに送電ルートの効率化を図った。
 田路教授は「リチウムイオン電池の技術を使えば、自然エネルギーをもっと
有効に利用できる。家庭の消費電力を自給することも可能になる」と話してい
る。
 蓄電システムは、環境科学研究科が2009年度に建設する「エコハウス」
に導入し、実用化を目指す。

田路教授らが開発した蓄電システム。
左のリチウムイオン電池がテレビに電力を供給している


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環境発電が電源の足かせを解き放つ ~ 【CES直前特集】2009年の注目技術


http://eetimes.jp/article/22674/
(写真)
米AdaptivEnergy社のエネルギ・ハーベスト・モジュール
「Joule-Thief」のデモ・キットである。
各種センサーを実装したボードの上に、米Texas Instruments社の
低消費電力マイコン「MSP430」を使った無線送信ボードが搭載されている。

 エネルギ・ハーベスト(環境発電)技術のコンセプトは、多くの人にとって
「グリーン(地球環境配慮)」運動と密接に関連している。確かにその側面は
あるだろう。しかし実際にはそれだけではなく、幅広い範囲のアプリケーショ
ンに適用可能な技術だ。それらには、世界が抱えるいわゆる「エネルギ危機」
の解決とは比較的関連が薄いアプリケーションや、リモート装置や組み込み機
器への電力供給に関する問題の解決に向けたアプリケーションがある。これら
にエネルギ・ハーベスト技術を適用すれば、ワイヤー接続や、高価なバッテリ
交換を不要にできる可能性がある。

 エネルギ・ハーベスト技術は、「エネルギ・スカベンジング(energy
scavenging)」とも呼ばれる。運動エネルギや光エネルギ、熱エネルギといっ
た環境エネルギを、圧電素子や太陽電池、熱電素子、電磁誘導などを利用して
電力に変換する。こうして得た電力は、その場で蓄電され、無線通信インター
フェースを搭載したセンサーや監視装置、制御装置の電源として利用される。
環境発電機能を備えるこうした機器を、バッテリ交換が不要なことから「永久
装置」と呼ぶ場合もある。

 こうした蓄電技術こそが、「エネルギ・ハーベスト技術は、得られるエネル
ギ量が小さ過ぎて実用に向かない」という誤解を解く鍵となる。実際には、ほ
とんどのアプリケーションにおいて機器は間欠的にしか動作せず、動作してい
ない期間に環境発電によって蓄積した電力を動作時に利用できるため、実用は
十分に可能なのである。

 エネルギ・ハーベスト技術そのものは、決して新しいコンセプトではない。
よく知られている採用例としては、高速道路に備えられた太陽電池式のカメラ
がある。現在、新たな分野として立ち上がりつつあるのは、効率を大幅に高め
た電力変換ICや電力制御IC、そして革新的な蓄電技術だ。さらに、低コストか
つ低消費電力のICを組み合わせて、環境発電によって得られる単位電力当たり
の機能を高めたソリューションも最近になって登場し始めている。

 エネルギ・ハーベスト技術のこうした進展によって、建物や橋などの構造を
監視する無線センサー・ネットワークから、軍事用のセンサーやバックパック
型発電機/通信機、さらに航空機の翼に組み込む装置などのアクセスが困難な
場所に設置する装置に至るまで、さまざまなアプリケーションにおいて電源ケ
ーブルの足かせが解き放たれたのである。

 民生機器の分野では、熱エネルギや運動エネルギを利用した医療用アプリケ
ーションの開発が活況を呈している。また、太陽電池を搭載したBluetooth端
末や、太陽電池を電力源とする携帯電話機用充電器などは、すでに多くの品種
が販売されている。このほか、自動車の「グリーン」設計の分野でも、コスト
が高く重量も大きいワイヤー・ハーネスの使用量を低減することを狙って、永
久装置の検討が進行中だ。

 2009年の民生機器市場では、特に医療アプリケーションの分野で、エネルギ・
ハーベスト技術を採用した機器が投入される可能性がある。半導体ベンダー各
社がこうしたアプリケーションに向けたソリューションの提供を加速している
からだ。例えば、米Texas Instruments社は、低消費電力マイコン「MSP430」
に米AdaptivEnergy社や英Perpetuum社などが保有する変換技術や、米Cymbet社
の革新的なバッテリ技術などを組み合わせたキットを機器メーカーに供給して
いる。このほか、米National Semiconductor社や米International Rectifier
社、米Linear Technology社などの半導体ベンダーも、最新技術のさらなる向
上に取り組んでいる。

 ただし、設計の観点に立てば、エネルギ・ハーベスト技術にはまだ改善の余
地が大きい。例えば、極めて低い電力を変換したり制御したりする回路につい
ては、さらなる研究が必要である。蓄電技術に関しては、ウルトラキャパシタ
や新方式の化学電池などが研究対象になるだろう。こうした基礎分野において
技術革新が生まれれば、エネルギ・ハーベスト技術を採用したシステムのアプ
リケーション開発はその後短期間で飛躍的に進むだろう。



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Nokia、円高局面に際し日系企業からの部品調達削減へ



http://japan.internet.com/finanews/20090203/7.html

為替相場が大幅な円高局面にあり、JP モルガン・チェースのアナリスト、郭彦麟氏は昨日(2日)、「Nokia は日系企業以外からの部品調達を増やす予定だ。Silitech(コウ暉)などが最大の利益を獲得するだろう」と指摘した。

郭彦麟氏は、「Silitech の2008年~2010年成長状況は2001年~2004年時と酷似するだろう。この間、同社の売上高と利益の年間平均成長率(CAGR)はそれぞれ29%、83%に達し、全世界の携帯電話出荷量 CAGR(19%)を大幅に上回った」と指摘した。

Nokia の売上高に占める原価計算の約25%が日本円で計算されている。しかし過去6か月、日本円は対ユーロと米ドルに対してそれぞれ32%、18%上昇した。こうした状況下、Nokia は為替変動によって生じたコスト増に如何に対応するかが目下の急務となっている。

郭彦麟氏は、「現在、信越化学、Sunarrow をはじめとする日本企業の携帯電話用キーパッド(Keypad)世界シェアは50%以上に達している。Nokia が予定通り日系企業以外からの購買を増やすようであれば Silitech のシェアは2008年の16%から2009年には24%、2010年には31%に達すると予想される。Nokia のこうした動きは2008年下半期からすでに始まっているが、実際の効果は2009年下半期の新機種投入時点から顕著になってくるだろう」と指摘した。

また、「対日系企業との競争において Silitech の開発力が重要な役割を果たす」と、上述の郭彦麟氏は述べている。その他のキーパッドメーカーでは Ichia(毅嘉)が低価格品を中心に、フォックスコン、BYD(比亜迪)は中級品を中心に製品展開している。

このため Nokia が Silitech への発注を拡大する可能性が極めて高いと業界では見られている。因みに、台湾ドルは米ドルに対して過去6か月で10%下落しているため、単純に見れば Silitech の製品は6か月前と比較して対日系企業に対して28%価格競争力が高まったともいえる。

携帯電話市場は昨年初頭から徐々に停滞が始まり、9月以降は顕著な落ち込みを見せた。携帯電話販売世界上位5社も依然として在庫調整の最中にある。しかし Silitech の昨年第4四半期売上高は僅か4%の下落にとどまり、その他の大多数の携帯部品メーカーが20%~30%の下落を記録したのと比較して軽重な範囲に留まっている。


記事提供:EMS One


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グラフェンを積層して、高性能EDLCやバッテリーの電極を実現できるかも


Water Lilies Inspire Scientists To Create Large-Scale Graphene Films
Huang hopes to find a way to stack graphene without making graphite, which
could create functional materials
for energy-related applications such as electrodes for batteries,
ultracapacitors and fuel cells.
http://www.scienceblog.com/cms/comment/reply/18373


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オペル、長距離走行が可能な電気自動車を発表へ



アンベラは、5ドアの4シーターというスタイルで、長距離走行が可能という電気自
動車。230Vのコンセントから充電する
ことができ、走行距離が60km未満のときは、リチウムイオン電池に蓄えた電気だけ
で走行する。それ以上の距離は ...
http://www.goo-net.com/goo_news/news_category9/n_number1299.html


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GM working with EEStor for Volt


http://www.google.com/url?sa=X&q=http://reviews.cnet.com/8301-13746_7-10155104-48.html&ct=ga&cd=VPwj7zEH5Uc&usg=AFQjCNFYc3Xl83Ge81CreDdxVVVgkbTnkw
CNET News - San Francisco,CA,USA
EEStor has been issuing press releases for a few years now, and has even acquired patents, about a new energy storage device that would work like an ...


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BYD:富達社が235万株売却


http://www.google.com/url?sa=X&q=http://news.searchina.ne.jp/disp.cgi%3Fy%3D2009%26d%3D0202%26f%3Dstockname_0202_028.shtml&ct=ga&cd=ZA81W8mQMtY&usg=AFQjCNHHzFrz3mdWUjU5vcMLIz69na1JUA
サーチナニュース
香港証券取引所によると、富達社(FIL Limited)は1月22日、二次電池生産で世界のトップクラスに位置し、自動車業界へも進出する比亜迪股フェン有限公司[香港上場、BYD(ビーワイディー)、01211]の株式を234.8万株を売却したことがわかった。 ...


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GM is Playing Nice with EEStor


http://www.ecogeek.org/content/view/2522/69/
Super-stealth battery maker EEStor hasn't been inspiring a lot of confidence among traditional industry types. People seem a lot more comfortable depending on upgrades to existing lithium-ion technology than placing their faith in a company that promises amazing results with a device that no one has yet seen.

So we all get very excited, yet very skeptical when we hear about EEStor. But we are happy when we hear that big companies (like Lockheed Martin) are working with EEStor.

The news around EEStor got a little brighter for me when Lyle Dennis from GM-Volt.com asked GM's head of battery research, Denise Gray, about the stealth company. She said that GM had communicated with them a good deal, but stopped short of saying that they'd seen a prototype, saying that that was confidential. The transcript is below the fold, but I was lucky enough to have the camera running so you can watch her full answer above.

EEStor's "electrical power storage unit" (it's not technically a battery) is promised to be 10x lighter than a lithium ion battery, store more power, charge in minutes and come in at half the cost. And while that sounds like the sort of technology that would solve all kinds of ecogeeky problems (from power storage for renewable energy to cheap electric cars) no one has yet seen a working prototype, much less a factory producing them.

Have your heard of EEStor?
Yes.

Have you ever communicated with them?
Oh Yes, Yes Yes. One of the great things about the advanced battery technology community is lots of information comes to GM and I’m really in a very good position (because) we’ve left an open door with many different suppliers. And EEStor is one of those suppliers who often sends us information. We’re willing to evaluate what they have and provide information on what our portfolio of higher batteries needs are, so that as they hone in on their technology they recognize what that end game is all about.

So Yes, they are one of those suppliers that we frequently get information from.

Have they sent you any working prototypes?
We’re still waiting for some of that information to come through to us. They’ve provided us some literature.

So you haven’t seen a working prototype?
I would just say quite frankly that we are encouraging them to develop along those lines. I probably shouldn’t say if I’ve received parts or not, that’s kind of confidential. But we are in touch with them and we are continuing to encourage them to develop the technology. Because we need as much help as we can possibly get to get the costs down of our battery solution and get the reliability up.

So maybe one day we’ll see an EEStor-powered Volt?
Anything’s possible.



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马衍伟小组:超级电容让新能源更好更强大


http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/2/215796.html

马衍伟小组:超级电容让新能源更好更强大
二氧化锰纳米球储能材料有望大规模生产


近日,在国家自然科学基金、中国科学院“百人计划”的支持下,中科院电工所研究员马衍伟带领的课题组发现了一种可以在较低的反应温度下制备出二氧化锰海胆状微米空心球、纳米团簇、线团状纳米球结构的新方法。该课题组同时对制备产物的形成机理和电化学性能进行了详细研究。结果显示,该方法制备的二氧化锰颗粒大小均匀,形貌可控。

“该制备工艺具有过程简单、合成时间短、反应温度低,样品结晶性好,无需表面活性剂,可大规模生产等优点。”马衍伟说,“这就为纳米储能材料的制备提供了一条简单、有效而且可调的新方法。同时也表明,我们在超级电容器储能材料合成研究方面取得了重要进展。”

崭露头角的新型储能器件

超级电容器(supercapacitor)又称超大容量电容器、金电容、黄金电容、储能电容,是介于电容器和电池之间的储能器件。它既具有电容器可以快速充放电的特点,又具有电化学电池的储能机理。

马衍伟说:“之所以在名字里加上super(超级),就是因为这种电容器能量密度和功率密度都非常高。同传统的电容器和二次电池相比,超级电容器储存电荷的能力强,并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。”

这些特点让超级电容器与氢动力汽车、混合动力汽车和电动汽车的发展密切相关,与燃料电池、锂离子电池等能量供给器件相结合,能够满足车辆启动、爬坡等条件下的瞬时高功率需求,又可延长电池的循环使用寿命,实现电动车动力系统性能的最优化。

随着社会经济的快速发展,资源和能源日渐短缺,生态环境日益恶化,人类将更加依赖于太阳能、风能或者燃料电池等清洁和可再生的新能源。但是,这些能量来源本身的特性决定了这些发电的方式和电能输出往往具有不稳定性,而超级电容器不仅能起到功率调节作用,而且还可作为太阳能电池和风力发电的储能系统,白天储存太阳能电池和风力发电产生的电能,夜间提供照明等所需的能量。

此外,超级电容器在高功率脉冲电源、计算机后备电源和军事、航天等诸多领域也具有广泛的应用前景。

作为本世纪重点发展的新型储能产品之一,超级电容器正在为越来越多的国家和企业争相研制和生产。

而美国、日本等国家凭借多年的研究开发和技术积累,在超级电容器的研究和产业化方面,特别是高比功率和高比能量的超级电容器方面处于领先地位。

期待具有自主知识产权的产品

虽然超级电容器的原理并不新颖,我国的一些科研机构和公司也开始积极涉足这一产业,并已经具备了一定的技术实力和产业化能力。但是,我国在超级电容器的核心部分——高性能电极材料的生产上一直存在瓶颈。

马衍伟指出,电极材料是超级电容器的重要组成部分,是影响超级电容器性能和生产成本的关键因素,因此研究开发高性能、低成本的电极材料是超级电容器研究开发工作的重要内容。

马衍伟告诉记者,为了解决上述问题,超级电容器已经被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2005-2020年),成为国家长期发展的能源领域中重要的前沿技术之一。

中科院电工研究所在超级电容器应用开发特别是系统集成方面也具有很好的研究基础,做了许多开创性工作。早在2002年,该所研究员齐智平课题组就承担了科技部“863”能源领域前沿研究项目“超级电容器电力储能系统关键技术研究”,并且与企业有密切的合作。

而马衍伟课题组的工作是希望能够获得超级电容器的核心部分——高质量电极材料。

碳材料是当前研究和应用最为广泛的超级电容器电极材料,它主要包括活性炭、活性炭纤维、碳纳米管和石墨烯等。其中,活性炭材料由于具有稳定的使用寿命、低廉的价格及大规模的工业化生产基础,在目前的超级电容器商品中被广泛采用。

但是,活性炭材料比较容易被氧化,导致碳基超级电容器内阻较大,高频特性差,而且活性炭材料的导电性较差。诸多缺陷让它很难满足电动汽车等对超级电容器高能量、高功率密度的迫切需求。这就需要科研人员找到更合适的新材料。

马衍伟课题组把目光投向了金属氧化物。

他们首先研究的是氧化钌。氧化钌作为一种贵金属氧化物具有比容量高、导电性好(比碳材料大两个数量级)以及在电解液中非常稳定等优点,是目前性能最为优良的超级电容器电极材料,美国已将其应用于航空航天、军事等重要领域。

但是钌资源有限,价格十分昂贵,无法普及应用。

为了进一步提高性能,降低成本,必须寻找到其他价格较为低廉的金属氧化物电极材料。

马衍伟课题组在前人研究的基础上选择二氧化锰作为研究的重点。

“二氧化锰类材料,具有价格低廉、对环境友好以及电化学工作窗口宽的显著优点,更重要的是,二氧化锰基超级电容器可采用中性电解质溶液(如Na2SO4、KCl的水溶液等),而不像其他金属氧化物或碳基超级电容器必须采用强酸强碱电解质,这使二氧化锰基超级电容器的组装及使用更安全、更方便。”马衍伟说。

马衍伟课题组很快突破了常规制备二氧化锰空心球微米材料的技术,在无需催化剂有效降低成本的基础上通过加入高价离子(Fe3+、Al3+),实现了制备产物的形貌可控。这为超级电容器新型纳米储能材料的制备提供了一条简单、有效而且可调的新方法,课题组同时也申请了国家专利。

“但二氧化锰属于半导体材料,导电性差,与贵金属氧化物相比,二氧化锰材料的比电容要偏低。此外,锰的可变化合价多,锰的氧化物结构不稳定,在充放电循环过程中更为突出。因此,如果能有效地克服二氧化锰电极材料存在的问题,其发展前景将是非常光明的。”马衍伟说,“当然,这也是我们下一步研究中需要完善的地方。”

《科学时报》 (2009-2-2 A4 科学基金)




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Can Better Lead-Acid Batteries Compete in a Lithium-ion World?


http://earth2tech.com/2009/01/30/can-better-lead-acid-batteries-compete-in-a-lithium-ion-world/
Earth2Tech - San Francisco,CA,USA
The company’s lead-acid/carbon, or PbC, battery blends ultracapacitor technology with old-fashioned lead-acid batteries. The problem with ultracapacitors ...


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川崎重工、大容量ニッケル水素電池による定電圧フロート充電に成功




定電圧フロート充電、放電、圧力および温度評価の各試験に合格し、
バックアップ電源として従来の鉛蓄電池に対して体積比で50%、
重量比で30%低減を実現しました。


http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=210607&lindID=4


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Intelがテレビ用電波から60μWの電力を回収,「センサを電池不要にできる」



テレビ放送に対応した対数周期アンテナ(利得5dBi)に,4段のチャージ・ポンプか
ら成る「電力回収回路」を接続した
ものを開発した。受信帯域幅は30MHzである。電力回収回路の基板の寸法は数cm角
で,アンテナよりずっと小さい。
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20090127/164665/?ref=ML
http://www.circuitdesign.co.jp/jp/technical/siryo3_01.asp


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Enable IPC Discusses Status and Potential Update


http://www.marketwire.com/press-release/Enable-Intellecutal-Property-Commercialization-942601.html
Market Wire (press release) - USA
We have looked at a number of technologies but have chosen, for many reasons, to pursue two: a microbattery developed by Dr. Sung Choi and an ultracapacitor ...


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