储能材料的现在和未来

1、储藏材料的现在和未来，第二章储藏材料的介绍，2.1能量储藏的基本原理能量转换和保存原理是自然界的普遍规律在自然界的各种变化中，能量没有产生，也没有自己消失，只是从一种形式变成另一种形式，转换时的总能量是一定的例如，力学上的动能与势能相互变换，电化学上在电池中产生的电能与化学能相互变换并全部保存起来。 能量转换是能量从一种形式转换到另一种形式，或从一种物体转移到另一种物体。 能量的形式可以用各种各样的方法记述。 声能主要是分子前后有规则的运动热能是分子不规则的运动重力产生于分离物体的相互吸引各种各样的能量的表现形式有很大不同，但是因为可以用一种方法测定各自的能量，所以有多少能量从一种形式变成了另

2、一种形式随时，一个地方和一种形式的能量会减少，另一个地方和另一种形式的能量会增加相同量。 无论在一个系统中发生渐变还是急剧变化，只要该系统没有能量进入或离开，系统内部的各种能量都不会立起或变化。 从电能向热能的电能向热能的转换，一般通过热电阻或热辐射，例如家庭电炉，在热电阻线内通过大量电流，使热电阻线产生大量的热能，通过热辐射传导给周围的环境。 也可以通过微波装置将电能转换成微波，通过直接热辐射转换成热能，转化成电能。 人类到现在为止还没有考虑把热能直接转换成电能的有效方法。 人类好像只发明了电能和机械能的转换装置，所以要把什么形式的能量转换成电能，首先必须转换成机械能。 但是，陶瓷等物质在温

3、度变化时会产生电位差，会产生微弱的电能，但是不能用于发电。 碳纤维电加热器是近年来开发的高科技采暖产品，引领了家庭采暖革命，采暖领域的新突破温度上升，费用下降。 碳纤维加热器独特的制作方法：碳纤维加热器材料采用应用于航空宇宙等高科技领域的碳纤维材料，添加远红外线辐射剂在特殊工艺中在高温高压等状态下复合而成的发热元件，是一种低功率、高效率、大面积辐射采暖的高科技产品。 碳纤维加热器的发热原理：碳纤维与其他传统电阻电热材料相比，具有独特的电热性能。 其发热原理是，在电激发的条件下基本粒子在热模块中高速运动，在其不规则的导体面上产生“晶格振动”的冲击和摩擦，产生热能，穿过介质，释放能量。 机械能转换

4、为电能，是通过切断电磁线圈的磁感应线，将机械能转换为电能。 在电机中，机械能和电能可以相互逆转换。 光能转换电能是通过光能效应将光照射到金属表面上发射电子的方法，人类设计了太阳能板。 太阳能板用太阳能照射硅结晶的PN结产生的空穴电压来产生电能，光能转换电能是比较有效的转换方式，随着不可再生能源的枯竭，人越来越重视可再生清洁能源的应用，光能发电机(简称Generators )是把其他形式的能量转换为电能的机械设备，由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，把水流、气流、燃料燃烧或原子核分裂产生的能量转换为机械能发电机在工业农业生产、防卫、科学技术和日常生活中有广泛的用途。1831年10月28日

5、发明了法拉第发电机，迈克尔法拉，1791年9月22日1867年8月25日)是英国物理学家、化学家也有名的自学科学家，化学能转换电能通过化学反应分别是正电子和负电子电能转换机械能利用电磁感应效应，人设计了电动机，使电能能很容易地转换成机械能。 在电机中，电能和机械能可以相互逆转换。 马达(Motors )是把电能转换成机械能的机器。 通过通电线圈(定子绕组)产生旋转磁场，作用于转子(笼型铝框架等)而形成磁电力的转矩。 电动机主要由定子和转子构成，通电导线在磁场中受到力的运动方向与电流的方向和感应线(磁场的方向)的方向有关。 电机的工作原理是磁场受到电流的力，使电机旋转。 化学能转换热能随着可燃物

6、的燃烧，与光能一起产生大量的热能。 热能改变机械能是人类迄今为止考虑的最佳方法，只要加热水用水蒸气驱动机器，瓦特发明了蒸汽机以来，人类就用这种方法转换了。 James Watt 1776年首次制造出有实用价值的蒸汽发动机，机械能改变热能机械的工作摩擦就产生热能，但一般效率不高，实际应用中不能通过这种转换提供大量热能光能变换热能的光能照射到物体上时，自然伴随热能的传导，但根据波段不同，光的热传导能力不同。 光能转换机械能太阳帆，太阳能板光能转换化学能植物吸收太阳光进行光合光化学反应，光催化反应，太阳帆(英文名： Solar sails )，利用太阳光的光压进行宇宙航行的宇宙机。 因为这个推力很小

7、，宇宙飞船不能从地面起飞，但是在没有空气阻力的宇宙中，这个小推力还能给帆面积足够大的太阳帆施加10-5 10-3 g左右的加速度。 宇宙1号，光催化剂PHOTOCATALYSIS是光Photo=Light催化剂(催化剂) catalyst的复合词。 光催化剂在光的照射下虽然本身不变，但它是一种促进化学反应的物质，光催化剂利用自然界存在的光能转换成化学反应所需的能量起催化作用，光催化剂是在1967年被当时东京大学的研究生藤岛昭教授发现的。 一次试验中对放入水中的氧化钛单晶照射光，水被分解成氧和氢。 这个效果作为“本多藤岛效果”而闻名。 光的力量促进氧化分解反应，因此这种现象的氧化钛称为光催化剂。

8、 这一现象相当于把光能转化为化学能，在当时石油危机的背景下，人们对寻找新能源的期望很大，因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到关注。 光催化水产氢实验系统，纳米材料由晶粒1100nm大小的粒子组成。 粒径极微细，具有极大的比表面积，随着粒径的减少，表面原子的比例变高。 由于表面大量原子配位的不完全，引起了高表面能现象。 表面能在总能量中所占的比例大幅提高，使纳米材料具有吸附、光吸收、熔点变化等特性。 纳米二氧化钛光催化剂，一被光照射，其本身就不会变化，但是是促进化学反应的物质，就像植物光合作用的叶绿素一样。 二氧化钛光催化剂在太阳光和室内荧光灯的照射下发挥抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、

9、空气净化的作用。第二章储藏材料的介绍，2.2热力学第二定律热力学第二定律，热力学的一个基本定律，不能从低温物体向高温物体传递热，不能对其他的影响，或者不能从单一热源取得热，不能对其他的影响，或者也被称为“熵增加法则”，表示在自然过程中，一个孤立系统的整体混乱度(熵)不会减少。 克劳斯说，不发生其他变化就不能从低温物体向高温物体传递热。 开尔文表现无法产生循环工作的热机，从单一热源摄取热量，将其完全转换为工作，不引起其他变化。 熵表示随时间而进行，一个孤立系统的熵总是不减少。 微观意义：所有的自然过程都是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的。 更好的储藏材料、储藏设备，不能违背热力学规律。储藏温

10、室、绿色温室. avi、第二章储藏材料的介绍，2.3未来的世界依赖于作为储藏材料发展储藏的内涵的储藏能，这种能是热能、电磁能、机械能、化学能等，人类已经是这些能了积蓄热能的是熔盐，积蓄电磁能的是电容器和超导体，积蓄机械能的是飞轮和抽水能发电厂，积蓄化学能的是常见的各种电池。 光能、原子能也是储藏之一，但人类还没有找到能人工储藏这两种能量的材料。 能量密度这一指标是双刃剑，指单位体积和质量的物体能储藏的能量。 能量密度过低表示该储藏材料不经济大或重的物体能够储藏足够的能量，能量密度过高表示该储藏材料在不安全的有限的空间或质量的物体中储藏了巨大的能量这个物体是炸弹，例如小型核弹头储藏着大量的原子能

11、，释放能量时就会产生巨大的破坏力。 储藏的动力围绕着这个指标，人类总是追求平衡，希望找到安全、能源密度高的储藏材料。 幸运的是，人类很早就发现了合适的储藏材料煤、石油、天然气。 这是地球送给人类的礼物，经过数亿年的光合作用和地质运动，地球利用能量密度低的太阳能，这些能量密度高、比较安全的化石能源。 人类也进入了现代文明。 但是，地球母亲送的礼物有限，人类使用化石能源的速度远远超过了地球能承受的限度，人类必须再次寻求能源。 太阳能、太阳能产生的风能、海洋能源(潮汐能源不是来自太阳能)、生物量能源进入了人们的视野。 但是，人类没有足够的智慧和足够的时间，把这些能源变成像化石能源一样的高密度能源，大

12、部分通过发电，直接且迅速地利用这些能源。 但是，这些能源的最大问题，有时是没有的间歇性和有时是小的变动性，而且很难预测，想知道改造了世界的世界的人非常懊悔。 在能源需求不变的前提下，要解决问题，有两种方法： 1、在一个地方把多馀的能源运到另一个需要能源的地方。 现在，把一次电送到其他地方的成本约为15角的钱(依赖于电网) 2，储存多馀的能量，必要时使用。 储藏一次电放出的成本超过一元，部分储藏方式的成本远远超过一元(寿命仅限于储藏设备和储藏材料)，以锂电池为例，储藏成本目前为1kWh的锂电池成本超过2000元，循环寿命约2000次，放电输电使用的材料基本上是铜铝钢，也有一部分陶瓷和半导体材料，

13、比较容易得到，资源量也丰富。储藏所需的原材料多种多样：化学储藏需要各种金属和非金属材料，有污染的电磁储藏需要超导材料或电容器中的介电材料，热储藏需要各种高温化学热工程学，机械储藏对原材料要求不高，抽水储藏上下有水库山，压缩空气储藏很大相比之下，储藏是一条艰难的道路。 储藏的未来-储藏可应用于两个方面： 1、不规则移动的能量系统。 最典型的是电动汽车。 2 .需要迅速储藏或能源使用的领域。 最典型的是电力系统的调整峰值。 定期的移动能源系统，例如列车可以进行电气化改造，沿线铺设输电线的成本也可以接受。 全国第一条储藏式无轨电车模型线，每年在鄂州使用超级电容器的无轨电车一到车站，就可以利用乘客上下

14、的时间充电，解决了传统电车充电慢的缺点。 储藏式无轨电车与无轨电车和其他无轨电车相比，没有设置虚构的网络，视觉景观效果好，有利于城市空间的净化，对提高城市交通运输力、提倡节能环保、促进产业发展有着重要的意义。 电动汽车-、特斯拉：美国著名纯电动汽车制造商大众泰电动汽车：产地中国浙江，国内技术真的不好吗？ 大家称赞外国的技术牛很多的时候，有没有人会回顾一下国内？ 应该也有技术优秀的企业吧“技术是战略服务，其次是为产品提供服务，一个产品错误也没关系，但是战略错误的话就无法挽回了。 中国企业的技术其实还不错，但是过去我们太晚了，现在没有人相信我们能走到外国人面前。 传统的汽车和公共汽车(燃料)是在国

15、际上购买零件组装的，但制作电动公共汽车是不可能的。 比亚迪光在电池这个地方有一千多名开发者，这个数量是世界上规模最大的，同类的日本电池制造商也只有三百到四百名开发者。” BYD“七加四战略”对抗牛的Tesla，储能设备发挥自身充放电速度快的优势，调节电力系统的电力平衡，可以在辅助服务市场获得利益。 例如，现在的抽水蓄能电站被用于快速调整电力平衡。 现在，一部分用户设置了储藏设施，利用峰谷电的价格差获利，生活小贴士：杭州峰谷电的时间是如何分配的？ 峰值电： 8:00到22:00谷电： 22:00到8:00根据现在的浙江省电网销售电价表，居民生活用峰值谷电费为月使用电量为50千瓦时和以下部分：峰值

16、电费为0.568元/千瓦月用电量为51-200千瓦时的部分：峰值电价为0.598元/千瓦时，谷值电价为0.318元/千瓦时。 月用电量超过201千瓦时：峰值电价为0.668元/千瓦时，谷值电价为0.388元/千瓦时。 新型LED灯一关闭，照明就能3小时：自动切换电池电力，新浪科学技术信息北京时间11月1日的新闻报道，据海外媒体报道，很多地区电力不足，停电频发。 但是，一家公司找到了发明新灯泡的解决方案。 停电期间，用一个电池维持发光，可以很好地看到周围的环境。 停电时，自动转移到电池电源模式，其发光时间最长为3小时。 在这期间，你可以等待电力恢复。 本产品被称为iViTi On，使用的是威尔士

17、奈顿市Litonics有限责任公司发明的技术。 该公司的网站表示“iViTi On自动转换的目的只是在停电时不要让用户触摸”。 在停电并自动切换到电池模式之前，这个产品就像现有的灯泡一样被使用了。 这意味着电力恢复前可以独立发光最多3小时。 另外，还可以区分停电和关闭电源开关的人，所以可以根据需要关闭iViTi On。600毫安的电池在有电时会自动充电，灯会正常发光。 无需追加配线就可以将该电池直接安装到现有的普通灯泡上。 同时，环保，耗电仅8瓦，亮度相当于60瓦的灯泡。 新LED灯的流明值为850，后者只有800。 有一天，储藏的成本比电网的连接低，储藏材料可以不受大量资源的制约，那时储藏被