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美國鋰空氣電池研究取得新進展

鋰空氣電池被認為是比鋰離子電池更安全、能量密度更高和續航時間更長的電池，它的開發已經持續了數十年，但因為性能不夠穩定而無法投入實用。美國能源部橡樹嶺國家實驗室的研究人員正在試驗一種名為LLZO 的深紅色陶瓷材料，目的是加快鋰空氣電池的實用化。

橡樹嶺國家實驗室研究人員馬成（音譯）說，傳統鋰離子電池已經達到極限，要進一步推動電池技術的發展，就需要采用一種全新的化學原理。“我們必須采用一種完全不同的技術，這就是鋰空氣電池。”

馬成指出，鋰空氣電池更適合應用在汽車和電網中，相對而言不太適合應用在筆記本電腦和移動設備中，原因就在于其化學原理等因素。

LLZO能有效地穩定鋰空氣電池，推動它的實用化。馬成表示，以前研究人員沒有在實際的電池中測試過LLZO，但研究人員現在可以進行這樣的研究了。他們在橡樹嶺國家實驗室使用電子顯微鏡對其性質進行了研究。

鋰空氣電池的能量密度更高，但當前的材料不夠穩定，使得鋰空氣電池不能投入實用。LLZO可以充當一種分離器，提高電池的穩定性，尤其是在放電過程中。據馬成介紹，LLZO可能優于應用在鋰空氣電池中的任何商業性電解質，它向研究人員提供了在鋰空氣電池設計中采用新創意的機會。

這項研究成果發表在德國《應用化學》期刊上。

法國研發多汽車充電系統 可將舊電池變為電力儲存庫

以布依格建筑公司為首的法國財團日前開發出了基于舊電池的新型電動汽車充電系統，可用于緩解數十輛汽車同時充電時的供電壓力。

常見的巴黎電動車自助租用體系的充電站，一般有4～5個充電插頭，電網水平僅僅相當于普通的家庭。但是在上班高峰期間，一個單位會有幾十名員工同時有充電需求，對于建筑物的電網系統會造成較大壓力，電力連接設備亟待更新。

而這一新開發的系統能夠將舊電池變為電力儲存庫，使其在晚上吸收電能，白天逐步釋放，緩解多車同時充電的壓力。該系統由法國布依格建筑公司、汽車制造商雷諾、電氣工程集團阿爾斯通和電纜制造商耐克森聯合推出，項目預算為1300萬歐元。

雷諾電動車報廢的鋰離子電池是這一系統的關鍵組成部分。鋰電池如果失去20%～25%的充電容量，就無法繼續使用，但卻可用于存儲電能。雷諾出售電動汽車，租用車載電池，目前擁有和管理4個不同型號的4.7 萬枚電池。新的充電系統適用于所有品牌的汽車。新充電站已經在布依格和雷諾兩家公司進行了試點，最終將銷售給寫字樓、校園等處的停車場。

雷諾電動車業務發展部負責人托馬斯·奧爾西尼說：“這是一個很便宜的存儲形式，因為電池的成本已計算在報廢的車輛上。”耐克森公司的阿蘭·羅比克表示，充電車站將像樂高積木一樣模塊化，使企業可以按照自己的需求修建。

布依格能源及服務總監塞爾·拉茲表示，目前談論這一系統的耗資還為時尚早，新系統的商業報價將在一年后給出。

汽車咨詢公司IHS預計，2014年全球將生產21.7萬輛電動汽車，大約占全球汽車總產量8770萬輛的0.25%，而到2020年，這一數字將上升到近百萬輛電動汽車，占全球汽車預計總產量1.04億輛的0.9%。

沈航鋰電池輕型飛機珠海首航亮相

第十屆中國珠海航展匯聚了130余架經典明星機型。在震撼的發動機轟鳴聲中，一架電動雙座新能源輕型飛機以其優美、輕盈的姿態悠然升空，以其安靜、靈巧的身姿在各類飛行表演中分外搶眼。這架飛機名叫“銳翔”(RX1E)，是亮相本屆珠海航展的唯一一架新能源輕型運動飛機，這也是“銳翔”飛機的首度飛行表演。

“銳翔”飛機是由遼寧通航研究院，協同沈陽航空航天大學等單位研制的國內第一個具有自主知識產權的新能源飛機。

“銳翔”從2012年6月立項，至2014年10月完成所有適航規定的設計、制造、試驗、試飛等工作，歷時僅僅兩年零五個月，開創了國內外電動輕型運動飛機領域先河。目前，“銳翔”飛機是中國民航總局正式審定的第一個輕型電動飛機型號，是世界上僅有的按照美國ASTM 標準進行適航審定的幾款飛機之一。

“銳翔”飛機以鋰電池為能源，采用全復合材料機體結構，具有零污染、低噪音、低成本、易操縱、安全舒適等優點，是環境友好型、能源節約型新能源飛機。該飛機外形簡潔美觀，翼展14.5 米，機長6.6 米，機高2.5 米；飛行性能優越，最大飛行速度160 公里/小時，巡航速度120公里/小時，失速速度73 公里/小時；具有極高的氣動效率，整機升阻比22，可動力爬升至1000 米以上關閉電動機進行翱翔飛行；使用載荷大，最大起飛質量500 公斤，最大載荷230 公斤；能源利用率高，運行成本低，電動機效率94%，電池容量8.8 千瓦時，帶動力續航時間45分鐘至1 小時，每小時的飛行成本僅為20元人民幣，可廣泛應用于飛行員培訓、觀光旅游、競技比賽等用途，并將推進私人飛機在我國的普及和應用。

目前，“銳翔”雙座電動飛機準備進入批量化生產階段，計劃于2015年完成20 架的批量生產任務。

美國能源部資助燃料電池研究

Case Western Reserve University 的研究人員獲得了美國能源部的80 萬美元資助，用于研究如何提高固體氧化物燃料電池的壽命，以解決燃料電池發電效率隨著使用時間增加而降低的問題。該項資金由固態能源轉換聯盟提供。

固體氧化物燃料電池在高溫下運行（750～900℃），使用陶瓷陰極和鎳基的金屬陶瓷作為陽極從燃料中產生電力。美國能源部對固體氧化物燃料電池的耐久性研究目標做出了修訂，從原有的每1000 個小時性能衰退1%，提高到如今的每1000 小時性能衰退0.2%，以推進固體氧化物燃料電池耐久性研究。

為了更快地研究哪些因素導致燃料電池的性能衰退，研究人員將進行小型的實驗室規模的燃料電池實驗，并且使用加速老化測試方法，測試時間為5000小時，這大概為固體氧化物燃料電池使用壽命的十分之一。隨后，研究人員會把這種加速老化后的燃料電池與正常運行條件下運行了500 小時的燃料電池進行對比，以獲得有意義的結果。此外，研究人員還會對材料的納米結構做出研究，以研究微觀結構變化對電池性能帶來的影響以及相應的對策。

與此同時，鹽湖城材料與系統研究公司(MSR)也獲得了美國能源部280 萬美元撥款，用以開展燃料電池技術研究。

MSR 的研究內容屬于美國能源部燃料電池研究項目13 個組成部分之一，為期三年，其目標是開發低成本燃料電池技術。據悉，美國能源部的燃料電池研究項目總共投入3300 萬美元，主要關注于性價比高的中溫燃料電池技術的開發，以此來提高電網穩定性，同時將可再生能源整合到現有的電力系統中。

MSR 公司由猶他州立大學材料科學與工程系的Dinesh Shetty 和Anil Virkar兩位教授創立，目前擁有10 名員工。除以上研究外，MSR 同時還在開展美國能源部的另一個170 萬美元項目，該項目主要開發具有更強安全性和更低制造成本的先進鈉電池技術。

丹麥科學家進行燃料電池與電解池納米級微觀檢測

目前，制約燃料電池技術發展的主要因素是其高昂的成本以及不穩定的耐久性。丹麥科技大學的科研工作者將在納米尺度觀測燃料電池和電解池中的反應進程，關注它們反應進程的弱點并盡可能制定相應對策。

丹麥獨立研究理事會對丹麥科技大學能量轉換研究所提供了8952480 克朗的資助，用于“原位透射電子顯微鏡觀測電化學反應池”（TEMOC）以及“可視能量轉換路徑”（ECoProbe）兩個項目的研究。這兩個項目看似獨立，其實高度互補，引進先進的技術在不同的溫度和氣氛條件下對固體氧化物燃料電池（SOFC）和固體氧化物電解池（SOEC） 進行納米尺度表征。

在納米級尺度實現 SOFC 和 SOEC 催化進程成分與結構的觀測十分具有挑戰性。通過對電池的納米級觀測，可以確切地了解電池何時何地發生衰退，并可有效地制定相應的解決對策，減少電池的衰退，提高其耐久性。通過對TEMOC 和ECoProbe 兩個項目的研究，可有效地優化電池結構，提高電池效率以及耐久性，并有助于SOFC和SOEC 的發展推廣。這兩個項目預計都將在2017年完成。

美國研究人員發現戰斗機上的煤油可做汽車燃料電池

燃料電池技術正在逐漸成熟，但作為原料的選擇并不多，大多數都是沿用老方法，以氫氣作原料。美國猶他州立大學提出了一個新的選擇：研究人員以JP-8（這是美軍在惡劣環境下所使用的戰斗機燃料）作為燃料電池的原料，它利用酶來把推進劑轉化為電力，這一過程中不需要大量的熱力，也不要求完全清潔的燃料；即使煤油中摻有硫化物，仍然可以在室溫下正常使用，這比過往使用JP-8 的方法更為進步。

理論上這一技術可以應用在任何移動設備上，例如汽車。但它的定位并不一定要跟氫電池一樣。因為不少汽車廠商研發氫電池的目的就是為了避免使用石油產品為燃料，所以這種同樣利用煤油作燃料的技術未必能幫助太多。如果科學家能優化這種電池，民用的燃料電池也能得益于JP-8 的優點，例如制造用于極端溫度的筆記本電腦的電池。也許有一天，我們會發現掌上設備的電池跟用在戰斗機上的燃料是同一種物質。

歐盟展開燃料電池技術標準化項目丹麥負責推進

近日，歐盟展開了一項針對固體氧化物燃料電池（SOFC）及固體氧化物電解池（SOEC） 的能源技術標準化項目（SOCTESQA）。該項目旨在為SOFC 和SOEC 能源技術制定統一的標準，以促進燃料電池技術的發展。該項目將主要由丹麥負責推進。

SOFC 通過電化學反應可將燃料中存儲的能量直接轉化為電能；SOEC 可看作是SOFC 的逆反應，可直接將電能轉化為氫氣，為后期發電供能。但長期以來由于缺乏統一的標準，阻礙了SOFC 及SOEC 技術的發展和商業化推廣。

未來的能源系統將取決于能量轉化效率及能量存儲能力，盡管各國研究機構對SOFC 及SOEC 進行了多年的研究，但至今仍沒有一個國際公認的標準。此次項目中，丹麥研究機構將整合歐洲近幾十年的高溫固體氧化物燃料電池的研究、示范及測試經驗，整理出一套具有更廣泛應用價值的研究、測試流程標準。此項目已得到歐洲多個國際及機構的支持，涵蓋了SOFC 及 SOEC 的原材料、生產、測試及評估等部門，這對該項目的順利進行提供了良好的基礎。

美國太陽能公司利用無人機從空中監控太陽電池

美國光伏發電產業的主要運營商——美國第一太陽能公司和SolarCity公司開始利用無人機（UAV）開展業務。UAV 及相關軟件由2013年成立的美國新興企業Skycatch 開發。

進行空中監控

Skycatch 公司位于加利福尼亞州舊金山，主要提供總承包服務，成套提供可航拍高精度圖像的小型UAV，以及對收集的圖像進行處理和分析的軟件。其主要客戶是建筑、礦山、農業、光伏發電等行業的大型企業。

UAV 在光伏發電領域的用途是，利用配備的紅外相機，從幾萬或幾百萬張的太陽電池模塊中檢測熱點（異常發熱）。與工作人員利用測量器逐一檢查模塊相比，新方法可大幅削減人工費。

另外，UAV 還可用來保護大規模光伏電站里的野生動植物。在美國，建設大規模光伏電站時必須要保護和管理野生動植物的棲息地。在建設規劃階段利用UAV 在地面附近巡航，可確認規劃區域生長的野生動植物，以采取適當的行動。而且在發電站建成后，還可以用UAV 轉移周圍的野生動物。

第一太陽能公司是全球最大的EPC運營商——EPC 的意思是Engineering(設計)、Procurement(采購)、Construction(施工)，也是碲化鎘(CdTe)太陽電池廠商。SolarCity 公司的董事長則是美國特斯拉汽車公司的CEO 埃隆·馬斯克。第一太陽能公司和SolarCity 就利用UAV 的服務與Skycatch 簽訂了合同，不過尚未公開具體的服務內容。

第一太陽能公司將在全球最大規模的290 兆瓦光伏電站“AguaCaliente”中，利用Skycatch公司的UAV服務。AguaCaliente 在16 公里的土地上設置了520 萬張太陽電池模塊。在如此寬闊的場所，UAV 應該能充分發揮其效果。

自動更換電池

Skycatch 公司自主開發的UAV 是利用4 個旋翼產生升力的四旋翼直升機，質量約為2.3 公斤，根據用途為UAV 配備不同的傳感器和攝像頭等。雖然還受傳感器和攝像頭的質量、飛行高度及風況等影響，不過平均來說一次可飛行約30 分鐘，收集15GB 的數據，能獲得“超高畫質”。UAV 無需從地面遠程操控，而是沿著程序設定的路徑自主飛行。

結束一次飛行后，UAV 會自動返回被稱為“地面站”(Ground Station)的61厘米見方、約45 公斤重的黑箱子中。利用配備的攝像頭、GPS 和超聲波傳感器識別地面站的位置，同時利用地面站發來的無線信號支援UAV 著陸。

UAV 著陸后，機器人手臂會從箱子中伸出，把UAV 用過的電池換成新電池。電池上配備了保存航拍圖像的存儲卡，保存的圖像經由無線LAN 上傳至Skycatch 公司的服務器。

地面站的內部構造像旋轉木馬一樣，存放有多塊電池。地面站能持續為電池充電，因此不會出現充滿電的電池不夠用的情況。也就是說，在大規模發電站項目中，UAV 可以飛行幾十次。

UAV 飛行一次的時間一般在30 分鐘以內，每次結束飛行都會上傳數據，因此Skycatch 的客戶幾乎可以實時獲得最新數據。Skycatch 會根據客戶端的需求對收集的航拍數據進行處理和分析。

用途多樣化

通過定期收集航拍數據，可管理和記錄大規模、大范圍的土木工程及建筑施工現場等的進展情況，幫助建筑公司更加高效地施工。Skycatch 還以航拍數據為基礎，提供建筑物和地形的3D 制圖。

從空中利用LIDAR（Light Detection and Ranging）系統，能在廣大范圍內確定物體的位置、距離和形狀，獲得地上空間的數據，或用于地形和礦山的勘測。在礦山開采中，為開采難以到達的煤層，有時要使用炸藥。利用UAV 能從上空確認是否所有的炸藥都已經爆炸，以保證安全。

此外，還可利用航拍數據計算“歸一化植被指數”，用于報告植物的長勢和密度監控、干旱、收割、森林采伐等情況。

除美國外，Skycatch 還計劃在歐洲、亞洲及中東地區開展業務。

美國研制出利用太陽能供電的3D打印機

近日，來自美國密歇根大學的副教授Joshua Pearce 研發出兩款太陽能發電的3D 打印機，該打印機兼具太陽能發電及3D 打印功能。

第一款3D 打印機是專為學校和社區服務的 (社區型)。它包括一臺獨立的3D打印機和一組太陽電池板。除此之外，該打印機還可以實現移動。Joshua Pearce在打印機的底部設計了可移動的輪子。該3D 打印機利用現成的零部件和RAMPS1.3 控制板，另帶一個SD 卡的接口，可實現脫機打印，以節省功率。該設計為移動打印提供了很大的可能性。太陽電池板由兩個220 瓦的光伏板、四個120 安時的電池組成。電池每充一次電可支持打印35 個小時。Pearce 說：“該系統使用了一個逆變器，可以把來自光伏板和電池的直流電轉化為標準的交流電。一個標準電源托板可以掛接到逆變器上，所以它可以一次運行（充電）多個筆記本電腦或打印機。太陽電池板還裝有可調的下拉式支架，可根據太陽的位置調整角度。”

第二款是體型更小的便攜式3D 打印機(行李箱型)。該打印機是由法國工程師 Emmanuel Gilloz 設計的 RepRap3D 打印機改裝而來，打印機的主體使用了擠制鋁材，折疊后的尺寸為350 毫米×210毫米×100 毫米，體積較小，可以裝進一個手提箱里。該打印機由EFIKA MX 智能本（Smart Book）控制，這是一種超便攜的筆記本電腦，一次充電可輕松運行7個小時。

這種裝置使用鋰離子電池，以及質量輕、半柔性的光伏模塊，方便攜帶。“該光伏組件是由高效率的單晶硅電池組成的，通過將其固定在鋁質支架上減輕了體積和質量，其涂層使用透明凝膠，取代了傳統的大型鋁合金框架和前端玻璃面板，該系統使用5 個20 瓦模塊，5 個模塊加起來只有10 多磅。”Pearce 說。

這個系統可以很容易地裝在一個手提箱里。對于經常需要野外作業的人來說，可以很方便地隨時打印出自己所需要的物品。Pearce 說：“這就是一個移動的制造工廠。”

Pearce 選擇了三個模型來測試這兩款3D 打印機的打印質量，兩款打印機都給出了令人滿意的結果。

社區型和行李箱式打印機的初始成本分別為2500 美元和1300 美元。Pearce預計隨著光伏成本和開源(Open Source，開放源碼)3D 打印機價格的持續下跌，這兩款3D 打印機的成本將進一步降低。

美國開發新型吸熱材料 可轉化超過90%的太陽光能

美國加州大學San Diego 分校的研究團隊開發出一種新型太陽能吸熱材料，他們稱其為“光之黑洞”(Blackhole of Light)，因為這種硅硼化物納米殼材料具有超強的熱量吸收能力，可將90%的太陽能吸收轉化為熱能。研究人員表示，如果將該技術應用于光熱發電，可以使光熱發電的整體效率提升大約30%。

光熱發電的根本問題在于如何用最低的成本來吸收最多的太陽能量并予以高效利用。長期以來，人們通過多種技術路徑嘗試提高太陽能的光熱轉換效率，但提升并不太大。

新型材料的顆粒分子直徑在10 納米到10 微米之間，其特殊的多尺度結構可以使其吸收大量的太陽光并穩定運行在超過700℃的高溫下。研究者稱這一材料的最大優勢在于其耐用性，它可以經受700℃以上的高溫并在室外環境下長期工作而不會有元素分解，這可以使光熱電站更加高效。目前，光熱電站采用的吸熱材料存在易分解老化的缺陷，在運行一段時間后，需要對吸熱材料進行維護或更換，而在此維護期間，電站的正常運行發電也將受到影響。新型材料則完全避免了這一問題。研究團隊表示，該材料擁有更長的使用壽命。

研究者們認為這種材料非常適合應用于具有商業化前景的塔式光熱發電技術領域，替代目前使用的塔式吸熱器材料。研究團隊已經在過去的三年內就該材料在塔式技術領域的應用進行了一系列的研發。這項研究獲得了美國能源部SunShot 計劃的大力支持，其研究成果將以兩篇獨立文章的形式發表在《納米能源》雜志上。

三菱電機精彩亮相第17屆中國國際工業博覽會

在第17 屆中國國際工業博覽會上，三菱電機以“Your Solution Partner”的展示理念，充分展現出其產品線的全面性，機器人館和加工機館的表現令人印象深刻。

可編程控制器、人機界面、變頻調速器、張力控制器、低壓配電產品、工業機器人、加工機等多系列全線產品展現出三菱電機在工業自動化領域享譽全球的綜合實力。以與客戶共同發展為目標，憑借全球領先的可靠技術，三菱電機為各行業廣大客戶提供堅實可行的解決方案。

此次工博會上，三菱電機名古屋制作所FA 系統一部次長可知祐紀以及三菱電機自動化(中國)有限公司銷售推進本部本部長田中凖二出席了現場新品發布會，向期待已久的觀眾揭開了開拓新時代的革命性控制器MELSECiQ-R的神秘面紗。

MELSECiQ-R系列是繼MELSECQ系列之后的又一款旗艦型PLC產品。MELSECiQ-R 系列的基本運算處理速度(LD 指令)達到了0.98 納秒，系統總線通信速度為以往產品的40 倍。

為了在激烈的市場競爭中勝出，構建生產效率高、制造質量穩定的自動化系統是當前制造業的一大目標。MELSECiQ-R系列將有此類需求的客戶所提出的課題分為7 項(生產效率、程序開發、維護、品質、網絡、安全性、兼容性)，并從“降低TCO”、“可靠性”、“繼承(兼容性)”這3 個視角進行解決。