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新能源材料文章摘要：介绍在开发新能源过程中出现的一些新材料，及其相关的一些技术。关键词：储氢材料，复合蓄热材料，太阳能材料。 随着中国经济的迅猛发展，能源问题日渐明显。为了能更好的发展经济，新能源的开发成了迫在眉睫的大事。在开发新能源的过程中，许多新能原材料应运而生。下面就重点介绍三类新能源材料：贮氨材料地球上氢的储量非常丰富，取之不尽、用之不竭，被看作未来理想的洁净能源，受到各国科学家和政府的高度重视。氢作为能源有如下优越性：自然界中氢含量丰富，同液态碳氢燃料(如普通石油)相比，氢的能量密度是它们的三倍；同氧气作用时，不论是燃烧还是在燃料电池中反应，其唯一的产物是水、不产生任何污染、有利于环境保护。储氢物质主要有以下几种：金属合金贮氢：贮氢合金是20世纪60年代末研究开发的新型功能材料，贮氢密度大，可与液态氢、固态氢相比拟。能够满足工业化贮氢、蓄热用金属或合金的氢化物一般应具备以下条件：(1)容易活化，吸氢量大，吸收和释放氢的速度快；(2)吸收、分解过程中的平衡氢压差(滞后现象)要小，做贮氢材料用时，室温附近的分解压在23atm之间；(3)可以反复进行吸收和释放氢的循环过程，金属或合金的性能不退化；(4)对水和氧等杂质有很好的稳定性；(5)金属或合金的价格要便宜。有机物贮氢：有机液体氢化物贮氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应(即加氢反应和脱氢反应)实现的。有机液体贮氢技术是上世纪八十年代国外开发的一种新型贮氢技术，它与传统的贮氢技术(深冷液化、金属氢化物、高压压缩)相比，具有以下优点：(1)氢量大。其贮氢量比传统方法大得多；(2)贮表保养安全方便。特别是贮存设施的简便是传统贮氢技术难以比拟的。(3)可多次循环使用。富氢化合物、络合氢化物贮氢：在燃料电池技术方面，它必须使用有氧条件下的氢转移手段，一些富氢化合物、络合氢化物。新型纳米材料贮氢：准一维纳米材料，包括纳米碳管和纳米碳纤维，以及硼氮纳米管与纳米丝等，均具有优良的贮氢性能。氢分子在纳米碳管中的中空管道及碳管间隙中的吸附是其贮氢的主要机制。而贮氢前处理和单壁纳米碳管束的晶格结构，包括碳管的直径、间距、排列方式等，是影响单壁纳米碳管贮氢容量的关键因素复合蓄热材料复合蓄热材料应用于建材的研究始于1982年，由美国能源部太阳能公司发起。蓄热材料的研究涉及三个方面的问题:相变材料的热物性、相变材料与建筑材料的相容性与经济性。20世纪80年代对相变材料纯物质进行了筛选，其中包括无机物和有机物。某些无机盐和水合物尽管熔点合适，潜热大并且价格低廉，但因对建筑材料具有腐蚀性或强吸湿性而被排除。目前国内外的研究都集中在有机相变材料，主要有烃、酯、醇和石蜡等。相变材料与建筑基体的结合工业主要有三种:(1)通过浸泡将相变材料渗入建材基体;(2)将高密度交联键聚乙烯颗粒在熔化的相变材料中膨胀;(3)将相变材料吸入半流动性的硅石细粉中然后渗入建材板中。相变材料为正烷烃的几种储能建材其潜热远大于相变材料为硬脂酸正丁酪的建材，化学性质稳定，其中正十八烃更以其熔点接近空调舒适温度而在相当长的时间内被研究者所瞩目。但其价格高，且渗有正十八烷的储能材料在长时间处于相变温度以下其自由表面有严重的接霜倾向。所以，近年来研究的重点转向其替代物的寻求。硬脂酸正丁酷的缺点是潜热较小，但价格低，因为有一定的使用价值。目前，蓄热技术在很多领域得到广泛应用。例如利用浓度差蓄热技术的吸收式热泵作为蓄热和低品位废热升级利用的有效技术装置;蓄热技术应用于高效率的空调制冷热传导装置;复合相变材料蓄热技术与纳米技术结合在化工企业中的应用;利用相变材料作为民用取暖的一种新装置，将相变材料密封在高密度的聚乙烯管中制成储热管，与太阳能或工厂余热相配合，解决住宅，办公室，农用温室的取暖保温问题。蓄热技术可以用于解决热能共给与需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，在太阳能利用，电力的“移峰填谷”，废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑采暖与空调的节能等领域具有广泛的应用前景。近年来蓄热技术已经成为世界范围的研究热点。从经济的观点来看，蓄热技术在热能装置的有效利用和促进大规模的能量循环利用方面，具有很大潜力。太阳能材料太阳能光电转换主要是以半导体材料为基础，利用光照产生电子一空穴对，在PN结上可以产生光电流和光电压的现象(光伏效应)，从而实现太阳能光电转换的目的。通常所用的半导体材料为硅、锗和I一v化合物等。一般对太阳能电池材料有如下一些要求：要充分利用太阳能辐射，即半导体材料的禁带不能太宽，否则太阳能辐射利用率太低；有较高的光电转换效率；材料本身对环境不造成污染；材料便于工业化生产且材料性能稳定。能达到这几条要求的主要有锗、硅、砷化镓、硫化铜，锑化锅等。 当前，晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，其市场占有率在90以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。 多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级。其中，用于电子级多晶硅占55左右，太阳能级多晶硅占45，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展，预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。太阳能电池的出现和发展是标志人类利用太阳能达到的一个新的发展阶段。目前太阳能电池，占主导市场的是单电池会逐步占领市场，并有可能最终取代单晶硅的主导地位。 近年来，随着材料科学的发展，不断有新材料、新工艺出现。象硒铟锢电池成本低，性能稳定也是具有很好发展前景的。此外作为近年来太阳能电池发展的最新成果纳米晶太阳化学能电池更展现了太阳能电池的一个新的发展方向。高性能单晶硅电池是建立在高质量单晶硅材料和相关的成熟的加工处理工艺基础上的。目前国内外生产单晶硅主要采用提拉法和区熔两种工艺。通过现代先进的电池工艺，开发的单晶硅电池可分为