超级河北20选5走势图:【創新連線·IUSTC】奇特電極材料可在充電中自我修復;新單分子器件穩定性高電噪比低;大陸集團管狀輸送帶在中國實現高效無塵煤炭運輸

2019-06-05 11:28:51 來源: 科技日報-中國科技網 作者: 國際科技傳播聯盟

奇特電極材料可在充電中自我修復

東京大學的研究小組發現了具備自我修復能力的電極材料,可以通過存儲電力對其結構進行修復。

目前的充電電池隨著反復充放電,性能會降低,因此需要對電池中存儲電力的核心部位——電極材料進行改良。

此次發現的電極材料,通過充電能變成穩定的結構,因此每次充電都會自我修復,性能不受影響。分析發現,這種自我修復現象是由物質內部的離子與空位的強烈庫侖引力引起的,也就是說,隨著離子與空位之間彼此強烈吸引,自發變成了沒有錯亂的結構,實現了自我修復。

如果將這種庫倫吸引力導入其他電極材料,也有望實現自我修復能力,有助于延長電池的壽命。

相關研究成果在線發表于近期的《自然·通訊》上。(來源:日本科學技術振興機構)

新單分子器件穩定性高電噪比低

東京工業大學理學院化學系原島崇德博士和西野智昭副教授與筑波大學小野倫也副教授(現為神戶大學教授)等人組成的研究小組,成功開發出一種能形成穩定單分子器件的技術。

單分子器件是指在一個分子上形成導線和開關等功能的器件。利用該技術有望制造出以分子為基礎的極微小電子電路。但以往研究表明,單分子器件的穩定性非常低。

此次,研究人員利用高分子實現了更穩定的結構,將器件的保持時間提高了3.6倍,再現率提高了5.2倍,從而使其穩定性比以前大幅提高21倍。另外,流動單分子器件的電流噪聲比以前降低40%,這項性能的提高對傳輸電信號來說至關重要。

研究小組還確認,這項采用高分子的技術與原來單分子器件的電傳導機制相同,因此具有通用性,可以應用于各種分子,有望實現具備多種功能的單分子器件。(來源:日本科學技術振興機構)

大陸集團管狀輸送帶在中國實現高效無塵煤炭運輸

科技企業大陸集團向位于華北地區的山西省陽泉市提供了管帶輸送系統,以助其實現低摩擦阻力且清潔環保的煤炭輸出。該封閉式輸送系統不僅降低了燕龕煤炭礦區的煤塵排放,而且還具有防火、滾動摩擦小以及節能高效等特點。該系統長達8.1公里,是中國目前使用的最長管狀輸送帶設備之一。

清潔化的物料運輸降低了空氣污染并有助于確保安全

與世界其他國家一樣,中國也面臨著一個難題:如何解決民眾及工業用電需求與氣候?;ぶ淶某逋??!岸雜諉嚎蠊徑?,他們主要關心一點:在煤炭等物料運輸領域,怎樣的技術方案能在確保安全、可靠以及成本低廉的同時,還能滿足氣候?;ひ約敖諛芨咝У囊??!貝舐郊胖泄淥痛諾?nbsp;Stephan Weisgerber 如此說道。

正因如此,山西煤礦企業燕龕煤炭選擇了大陸集團生產的管狀輸送帶(英文:Pipe Conveyor Belt).一般而言,如使用開放式輸送系統,由強風以及雨雪造成的煤塵排放量可占被運送物料的0.12%。陽泉使用的大陸管狀輸送帶寬1600 mm,卷成管形后外徑458 mm,每小時可運煤1000噸,全年合計240萬噸?!叭绱艘煥?,每年可降低2880噸煤塵排放量,空氣質量將得以顯著改善。因此,既?;ち絲蠊さ慕】?,又改善了周邊居民的生活質量?!盬eisgerber強調。

靈活的適應地形復雜的地區

山西的煤礦產區占全省面積的37%,其煤炭儲量約為2000億噸,占全國總儲量的三分之一(數據來源:China Tourism)。該省大部分地區位于海拔1000米以上,于此同時,陽泉市燕龕煤炭有限責任公司礦區周圍的13.37平方公里區域(大約相當于1870個足球場的總面積)地勢陡峭且通行困難。陽泉使用的這套管帶輸送系統全長8.1公里,在將煤炭從礦區運送至中轉站的過程中,經歷了高達172米的海拔差,同時運輸路線極其復雜,共經過39個凸起和凹陷地形,以及20個水平彎道。

快速進入節能模式

在陽泉,大陸集團的管帶輸送設備能以高達4米/秒(相當于14.4公里/小時)的速度進行煤炭運輸,這一速度約為步行速度的三倍,與自行車行駛速度持平。在工作效率方面,該輸送系統的優點不僅體現在輸送速度上,同時也體現在能效上。一個長達數公里的輸送設備,其耗電量甚至可與一個小鎮一較高下。對此,大陸集團研究出了一套方案:使用一種特殊的橡膠混合材料,減小輸送帶的滾動摩擦,通過這一方式可顯著降低耗電量。滾動摩擦通過管帶運動產生,占輸送設備整體運動阻力的三分之二。

漢諾威萊布尼茲大學運輸與自動化學院的測量結果表明,在一個長達5公里的輸送系統上使用這一材料,將可節約超過3000kW的用電量。在1.5個小時內所節約的電能,甚至相當于一戶德國家庭或是五戶中國家庭全年的平均用電量。

大陸集團的管帶輸送機已在中國多地得到了使用,其應用領域遍及煤礦、發電和煉鋼等行業。(來源:美通社)

(欄目主持人:房琳琳;文字整編:李釗)

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責任編輯: 房琳琳 夏青
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