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  • 美国高校研发新型汽车降温材料 导热性提升20倍

    [摘要] 美国佐治亚理工学院近日研发出一种新型聚合物纳米纤维的汽车降温材料,其导热效率比常规聚合物导热效率提高了20倍。 日前,一个由佐治亚理工学院(Georgia Tech)研究学者领导的研究小组研究宣布,其通过电解过程生产制造出了排列整齐的聚合物纳米纤维,该聚合物纳米纤维可以用作导热新材料,其导热效率比常规聚合物导热效率提高了20倍,该经过改善的聚合物纳米纤维导热材料在温度高达200摄氏度时仍具有非常高的可靠性。其中,聚合物材料的分子键通常是杂乱无章的,这降低了聚合物材料中导热声子的平均自由程,因此聚合物材料一般具有绝热特性。 该全新聚合物纳米纤维导热材料在扫描电子显微镜下的结构显示金属极板衬底上生长出的聚噻吩纳米纤维呈阵列排布,该生长阵列中既包含实心纤维又包含中控纤维管,其中不同的纳米纤维直径是由金属极板衬底上小孔的大小所决定的 该全新聚合物纳米纤维导热材料由于其导热性能的大幅提升,所以可以用来为服务器电子器件、汽车电子、高亮度LED以及一些其他移动电子设备提供散热功能。该全新聚合物纳米纤维导热材料由吸热器(heat sinks)和散热铁盖(heat spreaders)等设备制成,其紧紧贴附设备表面,这样可以有效避免因为其他导热材料热导性不相同而产生的可靠性失效等问题。目前,关于该技术的相关文章已经发表在了《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)期刊杂志。 佐治亚理工学院机械工程助理教授Baratunde Cola作为以上文章的通讯作者,其在文章中介绍道:“随着目前设备的体积越来越小,其热管理方案也越来越复杂。而该全新聚合物纳米纤维导热材料不仅可靠性得到了大幅提升,而且其还具有解决以上问题的强大潜质。该全新聚合物纳米纤维导热材料最终将很有可能为我们设计电子系统提供更多的选择余地。” 该项目研究获得了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的支持。其中参与研究的人员由来自佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)、德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)以及雷神公司(Raytheon Company)的研究人员组成。其中,来自佐治亚理工学院乔治·W·伍德拉夫学院(George W. Woodruff School)的机械工程科学家Virendra Singh和来自伍德拉夫的博士研究生Thomas Bougher是该技术文章的共同第一作者。 虽然非晶体聚合物材料的热传导效率可以通过为聚合物创建规则的晶体结构来得到改善,但是以上规则的晶体结构需要通过纤维拉丝过程得到,并且该结构在生产设备冷热工作循环发生膨胀收缩过程中非常脆弱易碎。 该全新聚合物纳米纤维导热材料由共轭高分子和聚噻吩组成。该全新聚合物纳米纤维导热材料可以使聚合物分子键有序排列提高聚合物内导热声子的平均自由程,并且不会出现晶体结构易碎的特征。该材料的纳米纤维在室温情况下其热导效率可以达到4.4 Wm–1K–1。对于该材料热导效率的大幅提升研究学者表示,正是由于在电解过程中采用了具有纳米级别的电极才使得该纳米纤维材料的分子键方向统一沿纤维轴向方向。 汽车电子稳定工作温度最高可以达到200摄氏度,而该全新聚合物纳米纤维导热材料在200摄氏度温度下导热性能同样通过了实验验证。由于汽车电子芯片与散热片是采用焊锡焊接的,而200摄氏度的温度已经达到了焊锡的回流温度,因此在200摄氏度时如果不能实现良好的散热效果,那么系统中的电子器件可靠性将大大降低。 Baratunde Cola还表示:“普通聚合物一般在低温时便已经开始产生降解作用,所以其通常不会被考虑设计到该类应用中。但是事实上,此共轭聚合物纳米纤维导热材料已经成功应用到了太阳能电池和其他电子设备中,另外还可用于热导材料等。正是因为此共轭聚合物纳米纤维导热材料比传统聚合物分子键连接更强,所以其热稳定性才得到了大幅的提升,以上应用就是充分利用其具有较高的热稳定性等特性。” 该全新聚合物纳米纤维导热材料的晶体结构生长过程是一个多步骤过程。该过程首先需要一块表面覆满小孔的氧化铝电极,而且还需要包含有单体有机前质(所谓有机前质就是原水中的腐植质和一些具有乙酰基团的低分子量有机物)的电解质。在两电极之间添加电势后,两电极上小孔位置处开始吸引单体有机前质从而形成中空的纳米纤维。电解回路中电流的大小和控制生长的时间决定了纳米纤维的长度以及壁厚,而电极上小孔的大小则决定了纳米纤维的直径。根据电极上小孔直径的大小可以得到直径为18-300纳米直径的纳米纤维。 在形成单体有机前质分子键后,纳米纤维的形成过程与电聚合过程是交叉同步进行的,在得到预定的材料后电极即被移除掉。至此得到的物质结构就可以通过水或者其他溶液利用毛细作用或范德华力将其展开并粘附到电子设备上。 Baratunde Cola还表示:“通过电化学聚合处理方法,我们可以使聚合物分子键规整化。而两电极又可以保证聚合物分子键避免出现晶体化重组而使材料始终保持非晶体状态。如果以晶体的定义来看,此全新聚合物纳米纤维导热材料内部结构组织属于非晶体状态,但是其内部结构有序化程度又比真正的非晶体高很多,在我们的实验样品中,其内部结构有序化达到了40%。” 虽然该全新聚合物纳米纤维导热材料新技术目前理论上还不能完全为人所理解且仍然需要进一步的研究发展,但是Baratunde Cola坚信在未来该新技术将得到大范围的应用并实现商业化发展。该全新聚合物纳米纤维导热材料的应用将使可靠性导热材料的厚度达到3微米,而之前常规的导热材料厚度达到了50-75微米。 随着目前电子期间的体积越来越小,功率越来越大,其散热问题也越来越突出。工程师们一直致力于寻找一种具有高效导热效率的新材料。为提高材料的导热效率可以通过提到材料导热率和提高接触面积来解决。Baratunde Cola研发团队就采用了提高接触面积的方法,其研究发现在许多导热效果很好的材料中只有不到1%的导热材料用到了接触导热,Baratunde Cola由此看到了巨大的可能,因此其决定重点研究提高导热材料接触面积的方法。 对此,Baratunde Cola是这样表示的:“由于提高材料自身特性较为复杂,因此我决定放弃提高材料自身的导热率,从而决定研究开发一种能够切实提高导热接触面积的材料。” Baratunde Cola表示自己是在阅读了一篇介绍“壁虎脚”(gecko foot)应用的文章后,发现这种名为“壁虎脚”的材料可以达到大约80%的接触面积。因此,其决定开始着力研究能够提高导热接触面积的新材料。 该全新聚合物纳米纤维导热材料试验样品在200摄氏度的高温中进行了80次的热循环测试,在测试过程中其导热性能并未出现任何的明显变化。虽然该新材料工作原理机制需要进一步的实验测试,但是Baratunde Cola相信通过吸附得到的聚合物材料强度要比通过粘合得到的聚合物材料强度强很多。

    时间:2014-04-08 关键词: 美国 降温 研发 导热性

  • 沃尔沃与交通部门合作研发云计算车载系统

    [摘要] 沃尔沃与瑞典交通管理局和挪威公共道路管理局在合作研发基于云计算的车载信息娱乐系统,每辆车都能与其他车自动交流实时的路况数据。 自从1944年推出了钢质结构驾驶舱和层式风挡玻璃起, 沃尔沃就一直致力于生产安全性能很高的汽车产品。近日,这家瑞典公司又与瑞典交通管理局和挪威公共道路管理局在合作研发基于云计算的车载信息娱乐系统,作为其安全试验项目的一部分,并在斯堪的纳维亚的公路上投放了50辆汽车,每辆车都能与其他车自动交流实时的路况数据。 在该项目中,当检测到较滑或其他危险的路面状况时,汽车即会将道路信息通过手机网络传输至沃尔沃汽车的数据库,危险路况提醒随后会从数据库发送至周边的汽车,警示司机减速或绕道行驶;与此同时, 数据库也会向负责道路维修的部门发出不良路况报告。 “汽车发出的路况信息既能够帮助道路监管机构更有效地管理和维修道路,”沃尔沃的智能交通系统项目经理Erik Israelsson告诉记者,“还可以帮助所有的道路用户更安全地驾车。” 沃尔沃强调,除路况信息外,该系统不会向道路管理局泄露其他关于汽车的其他信息,并会在接下来的几年内投入使用。 “沃尔沃的该项目是业内率先通过移动网络进行实时车车交流、分享路况信息的项目之一,”Erik告诉记者,“这只是开始,在未来我们将会研发更多的相关技术,将车车交流系统更加成熟化,实现更安全、更舒适的驾驶。” 沃尔沃并不是唯一一家在试验车车交流系统的车企,奔驰、宝马、通用和丰田等多家知名车企也在采取类似的举措。

    时间:2014-03-30 关键词: 车载 研发 沃尔沃 交通部门

  • 电动汽车技术研发 日本走得快就能笑到最后?

    [摘要] 电动汽车普及的关键在于电池。目前,能真正推进车载电池业务的只有日本和韩国,而日韩之间还存在技术差距,中美欧电池厂商的实力则较弱。 笔者参加了2月上旬在美国亚特兰大召开的国际会议“AABC(Advanced Automotive Battery Conference)”。AABC是车载二次电池领域比较专业的国际会议,2014年约有500人参加。另外,第5届日本国际二次电池展也于2月底在东京有明国际会展中心举办,加上并设的展会共有6.7万多人到场。 由此可以看出车载二次电池相关技术已成为热门。其背景是,世界各国纷纷都在强化二氧化碳排放规定。例如,美国加利福尼亚州的ZEV(零排放车辆)法案、欧洲的二氧化碳法案、中国的环境法规今后都将更为严格。 作为应对排放规定的有效措施,大型汽车厂商对混合动力车(HEV)和纯电动汽车(EV)等电动车辆寄予厚望,各公司都在拼命推进开发。以前表现不积极的大型汽车厂商今后也无法回避这个问题。不仅如此,如果不及时应对这一系列的环境法案,甚至可能会关系到企业的存亡。 例如,美国ZEV法案此前的对象汽车厂商为美国的通用汽车(GM)、福特汽车、克莱斯勒(现为菲亚特克莱斯勒汽车公司),以及日本的丰田、本田、日产汽车6家公司。但从2018年开始,大众、宝马、戴姆勒、马自达、现代集团也将成为适用对象。这些后来追加的对象企业今后自然也会加快电动车辆的开发。 多种多样的电动车辆 电动车辆可以根据采用的技术分成几类。大家比较熟悉的应该是HEV(插电式混合动力车)和EV(纯电动汽车)。HEV自丰田1997年推出“普锐斯”以来已经过去了15年多,现在进入了普及期。丰田绝对是该领域的龙头老大,而本田也颇具竞争力。美国厂商中,福特在大力推进HEV的开发,但与日本厂商还相距甚远。HEV的市场渗透率在电动车辆中也非常高,今后欧洲厂商也将积极开发HEV。 再来回顾一下EV的市场动向,EV在2012年以前市场评价较低,日产的“LEAF”(聆风)和三菱的“i-MiEV”一直在苦苦支撑。原因是无法解决续航距离短、充电时间长、价格又过高的课题。 到2013年以后,这种情况逐渐发生了变化。尤其是在美国,日产LEAF的经济效益受到好评,市场认知度逐渐提高。从2013年年底开始,LEAF在美国一直以每月1000辆的速度销售。总部位于美国亚特兰大的乔治亚电力等电力公司以完善充电基础设施为主提供的支持好像发挥了作用。 业绩更为出色的,是美国硅谷的风险企业特斯拉汽车。该公司的EV“Model S”官方公开的续航距离是日本厂商的2倍以上—483km。该车采用跑车的车身设计,能提供让消费者“坐一次还想再坐”的价值。该车实现了高速增长,目前的销量为每周200辆,销售额大约1.2亿元。 读者可能还不太熟悉,在美国,推动可在家中充电的插电式混合动力车(PHEV)普及的,是通用的“Volt”。Volt的累计销量已达到6.6万辆,所有车主的总行驶距离突破了6亿英里(约9.6亿公里)。该车仅2013年就售出约2.3万辆,预计2014年将进一步增长。 此外,燃料电池车(FCV)方面,日本厂商计划在2015年投放市场。本田从1986年开始就在研究作为该技术核心的燃料电池,历经29载终于看到了量产的希望。 EV普及条件不在于基础设施建设 电动汽车技术有利也有弊。电动汽车的出现对相关行业来说既是机会,同时也可能是风险。推行相关法规的各国的意图以及企业的战略将受到关注。下面就来分析一下无需汽油等化石燃料的“零排放”汽车EV和FCV。 EV是终极环保车的候补之一,不过其地位并不稳固。这是因为,与汽油车相比,EV的性能(行驶距离和充电时间)价格比非常低。 解决一系列课题、使EV全面普及的条件是实现超越现有锂离子电池的高性能电池。目前各国、研究机构和企业都在推进相关研发,实用化备受期待。 其中,有一种被称为后锂离子电池的新型电池“锂空气电池”。锂空气电池利用的是金属锂与空气中的氧气发生的化学反应,所获能量的理论值超过了目前的锂离子电池。 不过,锂空气电池的目标是在2030年实现实用化,还很遥远。好像也有相关人士表示“2020年之前能实用化”,但对于还处在基础研究阶段的课题来说,现在就谈实用化时间似乎没有实际意义。 我们经常会看到仅凭大学和材料厂商开发的正极和负极材料的数据,就说“发现了能将EV续航距离扩大到500km的技术”这种报道,这只能说是故弄玄虚。因为仅凭电极根本不能决定续航距离,只有制造成能安装在EV上使用的电池系统才具备讨论价值。但另一方面,报道时应该慎用夸大其词的表述。 日本的大学和企业也经常发布这种消息。每次遇到这类消息时,投资公司和调查机构都会向笔者寻求意见。笔者的回答一般都是“冷静客观地观察一下吧,没有原理和逻辑支持”、“信息太少,无法做出结论”。 当然,在材料领域的尖端研究和技术开发方面,日本拥有压倒性的强大竞争力,因此,新的突破确实极有可能会在日本出现。 实际上,在二次电池的尖端研究方面,其他国家厂商的影响力并不高。例如,由三星SDI担任主管企业的韩国国家项目“WPM(World Premium Materials)”从2008年就开始以国家的名义推进以强化相关材料为目标的开发。但在材料领域,只有踏踏实实立足于基础研究才能取得成果,基础研究实力比日本薄弱的韩国开发出令人震惊的新材料的可能性似乎比较低。 如上所述,EV普及的关键在于能否实现具有革新性的电池。在新原理和新材料这两方面取得了大量知识产权的研究机构、企业和国家将获得巨大的利益。 反过来说,如果不能在电池上取得突破,EV就无法实现飞跃发展。有观点认为,“EV没有普及是因为充电基础设施不完善”,这种说法属于诡辩。笔者认为应该这样理解:如果EV真有足够的魅力,充电基础设施日后必定会完善起来。 小型锂电池是目前的主角? 备受瞩目的特斯拉也有了新动向。2月26日的《日本经济新闻》在头版头条报道称,松下将与特斯拉共同在美国建设小型锂离子电池新工厂,预定2017年投入使用,总投资额超过1000亿日元。生产目标是每年生产可供50万辆汽车使用的电池。 笔者预测,2020年全球的电动汽车约为600万辆,其中EV的比例约为10%(60万辆)。不过,从事EV用锂离子电池业务的电池厂商除松下外还有很多。日产与NEC的合资公司Automotive Energy Supply Corporation(AESC)、杰士汤浅与三菱商事和三菱汽车的合资公司Lithium Energy Japan(LEJ),还有东芝、三星SDI和LG化学等,围绕EV用锂离子电池的竞争已经达到白热化状态。 再来看一下已经进入普及期的HEV用锂离子电池,日本电池厂商方面,松下、松下与丰田的合资公司Primearth EV Energy(PEVE)、杰士汤浅与本田的合资公司Blue Energy、AESC以及日立车辆能源都构筑了稳固的地位。而韩国厂商在该领域陷入苦战,这种格局是轻易无法推翻的。可以说,韩国厂商相应地把重心放在了EV和PHEV上。 三星SDI还决定在西安建设车载锂离子电池工厂。到2020年,EV用锂离子电池存在供过于求的风险,各电池厂商可能会像个人电脑等使用的小型锂离子电池那样陷入价格竞争。 另外,还有必要讨论一下EV用锂离子电池采用的技术。用于个人电脑等的小型锂离子电池与面向EV开发的大型锂离子电池之间存在竞争。主力汽车厂商的量产EV都采用专用的大型锂离子电池,但拉动EV市场增长的特斯拉公司的独特之处在于采用小型锂离子电池。沿用消费类电池在成本方面占优势,这种方式是可以理解的,但反过来看,小型锂离子电池降低成本的余地比较小。 由于锂离子电池对安全方面的要求非常严格,所以每个电池的控制系统极其重要,需要以个数而非电池尺寸为单位进行控制。对于特斯拉的Model S那样配备7000多个小型锂离子电池的系统,控制起来要比配备不到100个大型产品的系统更加复杂。2013年10月以后接连发生的Model S起火事故至今未能查明原因。 即使先不考虑特斯拉的EV能多大程度在市场上普及,松下的决定也一样既是机会又是风险。笔者以前研发锂离子电池时曾调查了车载锂离子电池的应有形态。 之后,笔者在客观的立场上经常能看到原松下阵营与原三洋阵营的观点基本不一致的情况,二者合并成同一家公司后,在电池战略方面也经常听到意见不统一的声音。目前在技术开发和战略方面好像是原松下一方掌握主导权,因此导致原三洋相关业务的主要负责人纷纷离职。 FCV是终极环保车吗? FCV同样是可能性与疑问并存。燃料电池车看上去确实可以说是零排放汽车,但从其整个生命周期来看,配备的氢燃料大部分是通过天然气改质生产的,生产时会排放二氧化碳。同样,为EV供应的电力在通过化石燃料发电过程中也排放二氧化碳。 将来需要构筑以零二氧化碳生成氢的工艺,并降低氢燃料的价格。当然,车身价格是个重要因素。在笔者离开本田的2004年,每辆FCV的价格高达1亿多日元。10年后,大型汽车厂商计划2015年投放市场的FCV虽然没有公布具体售价,但估计可能在500万~1000万日元(约30万~60万元人民币)的范围内。 日本经济产业省在2000年前后曾积极推进FCV并为开发提供支援。之后,因时机还不够成熟,FCV开发热潮一度中断。 有观点认为,建立量产体制可大幅降低成本,但也未必一定如此。促进氧与氢的反应的铂催化剂就是个例子。以前,配备100kW燃料电池的汽车,每辆需要100g的铂。之后各公司纷纷宣布通过研究开发大幅减少了铂的用量,但并未公布具体数值。 假设用量削减了50%,变为50g,从铂的实际价格来看,每辆车也需要20万日元。如果FCV的量产扩大,铂的价格可能不降反涨。这样就只能寄希望于不依赖铂的新型催化剂,不过,虽然进行了大量研究,目前这方面还没有取得成果。 汽油车的尾气排放控制催化剂的情况与此相同。笔者1978年刚进本田时才开始开发铂-铑-钯三元系催化剂。虽然可以应对尾气排放规定,但由于催化剂必须一直使用这些元素,导致铑的价格暴涨,曾一度引起很大的骚动。燃料电池中的铂催化剂性能较高,实现代替催化剂的困难非常大。 在燃料电池中,采用“固体高分子”的电解质膜是必不可少的部件,不过化学厂商已经开始量产,因此无望再通过FCV的量产效应降低其成本。所以,需要在考虑这些因素的基础上,定量分析通过量产效应能将FCV的成本降到什么程度。 跟EV一样,日本在FCV领域的开发实力同样在全世界遥遥领先。这是因为日本大型汽车厂商以零部件企业的技术实力为基础实施了开发投资,而且通过EV和HEV的开发成绩确立了电动化技术。从FCV方面的专利来看,日本的实力也很强。 现代汽车也在开发FCV,不过与日本厂商相比,其影响力较低。因为现代汽车的开发起步较晚,而且韩国的零部件厂商的实力较弱。 日本能否笑到最后? 虽说如此,但2025年的ZEV规定要求大型汽车厂商将PHEV、EV和FCV三种汽车的销售比例提高到15.4%。日本某大型汽车厂商的高管表示,“由于无法确定终极的环保车,因此需要全方位开发”,这是非常稳妥的战略。 但从资源开发看,大型汽车厂商这样做没有问题,而中等规模的汽车厂商无法开发所有的技术。如果车辆电动化能取得进展,汽车行业的技术合作和授权提供等商业模式就会大幅增加。 除了日韩欧美市场外,今后中国市场也不容忽视。大众和通用在中国汽车市场上如鱼得水,日本厂商中,虽然日产一直在奋战,但差距依然很大。通用及时设立尖端技术研究所,扩充了功能。 丰田和本田此前在中国市场上的影响力都不高。但今后两公司均计划在中国展开电动汽车的技术开发,并在当地生产车辆。为此正在扩大研究开发功能。如果考虑到电动化市场的扩大,今后日本厂商也有可能东山再起。 届时存在的课题是各行业的协作方式。在中国开展业务的前提是与当地企业设立合资公司,资本比例方面也存在外国企业不得超过49%的限制。此外还存在其他方面的诸多制约,比如在中国市场的营销、与政府机构建立关系、构建人脉网、构筑零部件的供应链、中国自己的锂离子电池相关安全性评测标准的制定等,在这些限制下,考虑什么样的商务模式和业务战略最合适至关重要。 电动汽车普及的关键在于电池。放眼世界,能真正推进车载电池业务的只有日本和韩国。目前,日韩之间还存在技术差距,而且中美欧电池厂商的实力较弱。不过,在电池安全性相关的国际标准等方面,德国和法国等欧洲厂商正在积极活动。 日本究竟能否笑到最后?今后在各领域展开的竞争将受到关注。

    时间:2014-03-30 关键词: 日本 电动汽车 最后 研发

  • 日产汽车研发划时代电池分析技术

    [摘要] 日产汽车及日产分析与研究中心已率先研发出全球首项电池分析技术,提高零排放电动车的续航能力,加强电动车的耐用性。 近日,日产汽车公司及其全资子公司———日产分析与研究中心宣布,已率先研发出全球首项电池分析技术。日产研发人员可对锂离子电池的阴极材料在充电放电过程中的电子活动进行直接观察,从而进一步研究和设计电池材料,以期研发出容量更高、寿命更长的电池,提高零排放电动车的续航能力,加强电动车的耐用性。 日产分析与研究中心与东京大学、京都大学以及大阪府立大学新研发的电池分析技术有助于帮助科学家了解充电放电过程中电子的来源,这为未来研究性能更好、寿命更长的电极材料提供了空间。 目前,日产分析与研究中心已经将新分析技术应用于研发富含锂离子的电极材料,这种材料有望将电池的能量密度提升150%。日产高级副总裁兼日产分析与研究中心总裁高尾麻美表示:“这项分析技术的诞生意味着我们朝着高容量的下一代锂离子电池研发又迈进了重要一步,纯电动车满电状态下的行驶里程将大幅提升。”

    时间:2014-03-27 关键词: 电池 研发 日产 划时代

  • IBM开始研发锂空气电池 能量密度提升10倍

    [摘要] IBM正在研发锂空气电池技术,这项技术可大幅减轻电池重量,并且能将能量密度提高至10倍左右。   IBM近日发布新一年的”5-in-5”报告,展望未来5年的五大科技趋势。该报告也刺激了其股价上涨,不过,该公司的第六项技术就在眼前了,相信不久就会列入该公司的报告中。 这就是IBM正在研发的一项很有前景的技术:锂空气电池。锂空气电池是通过锂与空气中的氧发生化学反应产生电力。它的原理是在行驶过程中将空气中的氧分子与电池中的锂离子及电子进行反应,从而产生电能。每次充电的时候,氧气就会被排出电池之外。   目前市售电动汽车(EV)配备的锂离子电池使用了重金属氧化物,由于锂空气电池不使用重金属氧化物,从而可大幅减轻电池重量,此外还把能量密度提高至10倍左右。和现有锂电池相比,锂空气电池容量更大,锂空气电池的储电能力是目前锂电池的4-5倍。 IBM是锂空气电池技术研发的领导者,自2009年以来,IBM公司一直致力于”电池500”项目的研究,去年日本旭化成(Asahi Kasei)及中央硝子(Central Glass)2家公司加入IBM”电池500”项目团队,共同合作开发锂空气电池。明年IBM锂空气电池样品有望问世,要实现商业化则需要5-10年的时间。   IBM的电池500项目 按照新法规,美国市场上各车企2017至2025年款新车的燃油经济性平均值应当达到54.5英里/加仑,约合百公里4.3升油耗,较当前提高一倍。这也将激发汽车制造商推动电动汽车发展的积极性。 通用汽车公司新任首席执行官玛丽·芭拉(Mary Barra)相信汽车业的未来将是插电式汽车。所以,当谈到电池存储的未来, IBM可能是一个真正的赢家,因为锂空气电池是主要的汽车制造商共同的期待。

    时间:2013-12-29 关键词: 能量 电池 密度 研发

  • 林肯研发全新车内材料 整车性能将提升

    [摘要] 2014款林肯MKX车型的车内部分部件将使用树基植物材料,这是这种新型环保材料首次在汽车中运用。   林肯公司将在2014款MKX车型上首次使用树基合成材料以取代当前被广泛使用的玻璃纤维材料,这是这种新型环保材料首次在汽车中运用。   据悉,2014款林肯MKX车型的车内部分部件将使用这种树基植物材料。该材料是由林肯公司与环保材料公司Weyerhaeuser、汽车零部件供应商Johnson Controls联合开发的。这种由自然材料合成的材料较玻璃纤维有着更好的环境友好性和更轻的质量。   此前,大量的玻璃纤维合成材料被运用在汽车内饰中,如在汽车中控台的扶手处。但是其较大的重量和较差的环保特性被技术人员所诟病。新材料的使用将有助于整车重量的降低和性能的提升。   全新环保材料的应用不仅可使车辆更符合环保化的发展趋势,而且有助于车辆性能的提升。在新材料运用后,整车的燃油经济性得到提升,增加了林肯MKX车型的卖点,一举多得。

    时间:2013-12-26 关键词: 性能 研发 整车 林肯

  • 京都大学开始研发氨燃料电池

    [摘要] 日本京都大学已经开始研发氨燃料电池,现阶段首先是力争开发出在高温环境下工作的固体氧化物型氨燃料电池。   在日本科学技术振兴机构(JST)于11月20日举行的理事长记者会上,作为日本文部科学省于2013年度启动的”关于能源存储、运输及使用等的革新性技术开发”项目(简称:能源载体项目)具体研发事例,日本京都大学研究生院工学研究科教授江口浩一介绍了氨燃料电池的研发内容。能源载体项目是JST推进的尖端低碳化技术开发(ALCA)中的重点技术领域之一,预计其1年的研发预算约为10亿日元。   能源载体项目由制氨组、用氨组、有机氰化物组、工艺工学组四个团队来实施。该项目计划将氨(NH3)作为氢气源使用,推进这项研发的原因在于,液氨的单位体积氢浓度为12.1kg/100L,高于液氢的7.06kg/100L。而且,氨在标准大气压下的液化温度为25℃,比较容易处理。而氢在标准大气压下的液化温度为-242℃,必须在极低温度下保存,这是一大技术课题。另外,如果利用现有碳化氢(CH)类燃料制造氢,会产生一氧化碳(CO)及二氧化碳(CO2)等,因此在低碳化方面存在问题。   江口教授作为用氨组的一员在研发氨燃料电池。研究对象包括固体高分子型(PEFC)和固体氧化物型(SOFC)燃料电池。现阶段首先是力争开发出在高温环境下工作的固体氧化物型氨燃料电池。   对于市场上已普及的家用固体高分子型电池也实现以氨为燃料,已制定了设计方针,即使用熔盐催化剂在650℃以下的环境中使氨分解成氢气和氮气,然后在400℃以下的环境中去除氨气,使氢气中的氨浓度降至0.1ppm以下,再将分解后的氢气输送给燃料电池。固体型燃料电池的固体高分子膜对氨气的耐受性很弱,因此必须去除绝大部分的氨气。估计这一点将成为一大技术课题。   大阪燃气公司及吉坤日矿日石能源公司等已投放市场的家用固体氧化物型燃料电池工作温度高达700℃~900℃,因此可以使氨与氧气直接发生反应进行发电(图)。当然,也可进行间接反应,即先将氨分解为氢气和氮气,然后再与氧气发生反应。   以氨为燃料的固体氧化物型燃料电池方面,正极的候选材料是镍基金属陶瓷,电解质膜的候选材料是局部稳定化的氧化锆类陶瓷,负极的候选材料是添加了镧锶类的锰氧化物。据推算,其发电效率是现有固体氧化物型电池的45%以上。存在的课题是用来分解氨的催化剂材料,目前正在考虑的候选材料有铁、钴、镍及钌等。   设计方面的课题是,需要研究出氨分解反应器与固体氧化物型燃料电池的配置及运转方法等。

    时间:2013-11-28 关键词: 电池 研发 燃料 京都大学

  • 普林斯顿大学大学获100万美元研发电动汽车碱性电池

    [摘要] 美国能源部近日向普林斯顿大学发放96.33万美元,供其研究用于电动汽车的碱性电池,以代替目前常见的锂离子电池。   【第一电动网】(编译 李媛媛)美国能源部近日向普林斯顿大学发放96.33万美元,供其研究用于电动汽车的碱性电池,以代替目前常见的锂离子电池。   普林斯顿大学的研究人员认为,碱性电池来源广泛,成本较低,寿命较长,是电动汽车动力电池的理想材料,有望代替目前最常用的锂离子电池。此前曾有分析人员称,2015年电池组价格有望从目前的700美元/千瓦时降至250/千瓦时,碱性电池是否是实现途径之一还有待观察。 研究人员手持1958年和2002年生产的碱性电池   普林斯顿大学这项研究是美国能源部”下一代储能系统振兴计划”(Robust Affordable Next Generation Energy Storage Systems program)的一部分,该计划共有22个项目,总经费约为3600万美元。

    时间:2013-09-05 关键词: 电动汽车 碱性电池 研发 普林斯顿大学

  • 美国政府支持防酒驾技术研发 5年内或投入实用

    [摘要] 美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)日前宣布,鼓励整车企业和零部件供应商开发新技术,以杜绝酒后驾驶行为,该技术有望在5年内投入实用。

    时间:2013-08-27 关键词: 研发 美国政府 投入 年内

  • 欧盟“Solar-Jet”新能源研发项目实现突破

    [摘要] 一项欧盟资助的名为“Solar-Jet”的新能源开发项目实现突破,科学家在实验室已经利用水和二氧化碳制造出第一杯燃料。 一项欧盟资助的名为“Solar-Jet”的新能源开发项目实现突破,科学家在实验室已经利用水和二氧化碳制造出第一杯燃料。欧委会官员Maire Geohegan-Quinn表示,该技术一旦能够实现量产,将意味着我们有一天能够为飞机、汽车和其他交通工具生产出充足的清洁能源,而且所用的原料还是温室气体。

    时间:2014-05-07 关键词: 欧盟 新能源 研发 solar-jet

  • 美国能源部将改进ATVM计划以支持先进汽车技术研发

    [摘要] 美国能源部将改进先进汽车制造技术贷款项目(ATVM),进一步支持先进汽车技术研发,及美国汽车业的发展。 【第一电动网】(编译 李媛媛)美国能源部部长莫尼兹(Ernest Moniz)在今年的美国汽车及设备制造商协会(MEMA)上表示,能源部将改进先进汽车制造技术贷款项目(ATVM),进一步支持先进汽车技术研发,及美国汽车业的发展。 莫尼兹说,自ATVM项目启动以来,美国汽车业取得了很大发展,汽车零部件的发展为先进汽车技术的提升起了极大作用,ATVM项目也为这一过程提供了重要的资金支持。 同时,莫尼兹表示,美国能源部将从三个方面对ATVM计划予以改进,即: 第一, 明确可以申请ATVM计划的汽车零部件供应商资质,包括先进的发动机和动力系统,轻量化材料,先进的电子设备和节油轮胎等的供应商均可申请。 第二, 改进与ATVM计划申请者的沟通机制,进一步明确该计划的申请资助、程序、任务和目标,同时加强与有意向申请者之间公开和透明的信息互动。 第三, 改进申请过程,能源部将建立网络ATVM计划申请平台,以减少以往申请过程的繁荣程序,提高申请审批时效。 ATVM计划是美国国会特许,由美国前总统布什签署成为法律,以提高美国节能汽车制造技术及普及清洁能源汽车为目标。迄今为止,该计划已为全美相关项目提供了约84亿美元的资金支持,创造了3.5万个工作岗位,这些项目的总投资额为140亿美元。 美国能源部贷款项目办公室被授权发放ATVM计划贷款,可贷款额度共300亿美元。目前,该办公室还可向先进汽车及零部件技术,以及节油技术领域贷款160亿美元。ATVM计划支持的其他领域还包括太阳能和热能储存等。

    时间:2014-04-09 关键词: 改进 研发 先进 美国能源部

  • 上海电巴新能源生产研发基地正式投产

    [摘要] 上海电巴新能源科技有限公司电动汽车设备设施研发生产基地日前正式投产。项目将建设一个集新能源汽车、智能储能站、节能增效管理于一身的示范基地,打造全球技术领先的电动汽车充换电配套设备产业基地。 位于上海临港新城重装备产业区的上海电巴新能源科技有限公司电动汽车设备设施研发生产基地日前正式投产。 据悉,该基地总用地65822平方米,总建筑面积43695平方米,其中主体钢结构厂房35839平方米。本项目达纲产能为年产2-2.5万套动力电池箱、100台电动商用车换电设备、250-300套集成一体化智能充电仓、50套电动乘用车底盘换电设备,30套智能充电立体车库。同时实施的金太阳屋顶工程目前也已经竣工,总装机容量2MW,年均发电量约180万度。项目将建设一个集新能源汽车、智能储能站、节能增效管理于一身的示范基地,打造全球技术领先的电动汽车充换电配套设备产业基地。

    时间:2014-03-26 关键词: 上海 研发 投产 巴新

  • 韩国拟加大电动汽车电池研发投入

    [摘要] 韩国产业通商资源部2月10日表示,韩国政府将于3月公布《实现电动车量产中长期发展规划》,重点研发大容量锂离子电池,解决电动车高成本问题。   韩国产业通商资源部2月10日表示,韩国政府将于3月公布《实现电动车量产中长期发展规划》,重点研发大容量锂离子电池,解决电动车的最大缺点————高成本问题,并大幅提高电动车的续航能力。   在上述规划的第一阶段,韩国政府计划截至2020年量产一次充电可行驶300公里、价格为2000万至3000万韩元(约合人民币11万至17万元)的电动车。在现有的电动车中,2013年上市的特斯拉续航能力最好,达370公里,但价格高达6700万韩元。韩国起亚汽车今年2月公开的电动车型”秀尔EV”的续航能力大幅提升,达到148公里,但由于韩国缺少电动车充电设施,因此很难实现商业化。   韩国汽车产业研究所近日表示,全球电动车市场规模将从2014年的35万辆增加到2020年的266万辆,增长近6倍。目前,在电动车的生产成本中,电池所占比重高达60%,因此,研发出便宜高效的电池是实现电动车商业化的重中之重。在完成第一阶段工作后,韩国政府计划展开第二阶段工作,研发出续航能力达500公里的电池。   韩国汽车业界人士表示,目前韩国在锂离子电池等小型二次电池市场所占份额位居行业第二。在此基础上,如果现代汽车、起亚汽车、三星SDI、LG化学等大企业与中小企业进行合作,韩国有望大幅缩小与电动车用电池先进国家的技术差距。

    时间:2014-02-12 关键词: 韩国 电动汽车 研发 加大

  • 美国能源部拨款4900万美元支持新能源汽车技术研发

    [摘要] 美国能源部宣布,将拨款4900万美元支持新能源汽车技术研发,13个新能源汽车领域的技术研发项目受益,插电汽车是主要支持项目。   【第一电动网】(编译 李媛媛)在中国政府急调新能源汽车补贴政策的同时,大洋彼岸的美国,奥巴马政府也为新能源汽车技术研发投入了今年第一笔支持资金。   近日,美国能源部宣布,将拨款4900万美元支持新能源汽车(美国新能源汽车直译为先进汽车,包括电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等)技术研发,13个新能源汽车领域的技术研发项目受益,插电汽车(纯电动汽车和混合动力汽车)是主要支持项目。   正如美国能源部下属的能效和可再生能源办公室(EERE)去年12月所说,此次拨款重点支持的领域覆盖了美国总统奥巴马今年提出的”电动汽车普及蓝图”(EV Everywhere Grand Challenge Blueprint)项目,以及与之相关的电池、电机、轮胎和辅助系统等技术。13个领域中有7个与”电动汽车普及蓝图”相关。   4900万美元拨款覆盖的新能源汽车技术包括:   1. 低成本、高强度的汽车铝板材   2. 轻型车碳纤维材料领域的集成计算材料工程(ICME)研究   3. 锂离子技术   4. 高效能轮胎   5. 使用宽带隙半导体材料的电力驱动系统商业化研究   6. 中型电动汽车多速变速箱研究   7. 先进空调减负研究   8. 低温条件下高效排气催化剂研究   9. 双燃料技术   10. 燃料技术对发动机的影响   11. 动力系统摩擦和磨损减少   12. 轻型汽车先进动力系统   13. 早期市场商业化研究   ”电动汽车普及蓝图”旨在使美国成为第一个能够生产全系插电车(包括纯电动汽车和插电式混合动力汽车)的国家,并在2022年为消费者提供和燃油车一样便捷和价格合理的电动汽车。   2013年,美国电动汽车市场的车型数量从2012年的11款增加到16款,插电式电动车累计销量约9.6万辆,同比激增八成。各大电动汽车厂商的降价促销是电动汽车销量猛增的重要原因。随着政府支持力度的加大,以及成本的逐步降低,美国电动汽车销量有望继续上扬。      版权声明:本文版权为第一电动网(www.d1ev.com)所有,欢迎转载但请务必注明来源。

    时间:2014-02-01 关键词: 新能源 研发 美国能源部 拨款

  • 美国能源部:明年继续支持电动车研发 电池成本降至125美元/千瓦时

    [摘要] 美国能源部近日宣布,2014年将继续投入资金,支持电动汽车技术研发,并提出了电池成本降至125美元/千瓦时等具体目标。   【第一电动网】(编译 李媛媛)近日,美国能源部下属的能效和可再生能源办公室(EERE)宣布,2014财年将继续投入资金,支持电动汽车技术研发。预计正式方案将于2014年1月出台。   EERE称,能源部支持先进交通技术的发展和应用,以减少石油消耗和温室气体排放量,并提升整车性能,降低生产成本。部署重点主要包括,先进的电池、电力电子和电动机研发,汽车轻量化技术,先进内燃机,先进燃料、润滑剂及其他技术。   根据EERE的说明,美国能源部重点支持的领域覆盖了美国总统奥巴马今年提出的”电动汽车普及蓝图”(EV Everywhere Grand Challenge Blueprint)项目,以及与之相关的电池、电机、轮胎和辅助系统等技术。   EERE强调,”电动汽车普及蓝图”旨在使美国成为第一个能够生产全系插电车(包括纯电动汽车和插电式混合动力汽车)的国家,并在2022年为消费者提供和燃油车一样便捷和价格合理的电动汽车。   具体而言,美国能源部对电动汽车等先进汽车的资金支持领域主要分为四类:电池研发、电驱动系统研发、车辆轻量化技术和先进气候控制技术。   值得一提的是,EERE还提出了对电动汽车技术支持的具体目标,包括电池成本从目前的500美元/千瓦时降至125美元/千瓦时;汽车重量减轻30%;电驱动系统成本由目前的30美元/千瓦降至8美元/千瓦。

    时间:2014-01-02 关键词: 电动车 研发 千瓦时 美国能源部

  • 欧洲抱团研发 电动汽车成本有望降25%

    欧洲抱团研发 电动汽车成本有望降25%

    电动君获悉,欧洲媒体报道称,欧洲委员会正在开展三个全新研究项目,旨在让电动汽车更便宜、更高效和更可靠,从而促使更 多的电动环保车辆驶上欧洲的街头。欧洲将通过这些项目继续开发和生产电动汽车。这三个研究项目由英飞凌科技股份公司 (FSE:IFX/OTCQX:IFNNY)引领开展,总投资约6700万欧元,通过6月9日至10日在布鲁塞尔举行的一次国际活动揭开帷幕,并将持续到 2018年。共有来自15个国家70个合作伙伴的120名研究人员投身其中,此外还有来自ECSEL联合行动、欧盟、欧洲委员会和德国联邦教育科 研部的代表。   这三个研究项目(3Ccar、OSEM-EV和SilverStream)的开展,将使电动汽车的电气系统比原来紧凑和轻便约五分之一,续航距 离更远,同时成本降低大约四分之一。三大项目将互相合作,共同研发环保、安全、可靠的电动汽车。从芯片制造商到汽车制造商,整个汽车价值链都将为此做出贡献。 电动汽车中的电子组件和半导体元件平均比内燃机汽车多大约50%。因此,它们更为复杂。此外,电动汽车中的电子组件的工作时间也更长。 3Ccar(“集成式复杂度控制组件”)研究项目旨在进一步增强汽车系统的可靠性,以满足日益复杂的汽车的需求。共有来自14个国家的48个合作伙伴参与 3Ccar项目,该项目的研究预算为5400万欧元。 OSEM-EV(“电动汽车优化和系统化能源管理”)项目的开展,将使电动汽车的续航里程得到增长。该项目的12位合作伙伴将集中研究智能热管理,其中包括电气驱动装置的冷却系统、电池寿命和高效能源再生。该项目的研究预算为800万欧元。 SilverStream项目旨在开发价格较低的紧凑型电动汽车。共有来自5个国家的10个合作伙伴投身其中。该项目的研究预算为450万欧元。

    时间:2015-06-17 关键词: 电动汽车 欧洲 研发

  • 全员期待:量子计算机何时能够被研发出来

    全员期待:量子计算机何时能够被研发出来

    十几年前,中国科学院院士、中科院量子信息重点实验室主任郭光灿向国外同行抛出这个问题时,得到的答案是:“也许明天早上,也许要等上50年,也有可能我们这辈子永远都看不到。” 而如今,这个问题的答案已经不那么不确定了。比尔·盖茨认为,10年内量子计算机可望用于云计算;欧洲科学家起草的《量子宣言》则预计,通用型的量子计算机可能会在2035年之前建造出来。 “量子计算机已经从开始大家怀疑的‘能不能做出来’到了‘早晚能做出来’的阶段。而且快则10年、15年就会实现。因此,量子计算机研制已经到了一个关键时期。”郭光灿在近期举行的中国科学院学部“科学与技术前沿”论坛上如是说。 大有可为 全球正在掀起一场“量子技术热”。而一个主流共识是,量子计算和量子计算机是量子信息技术领域最重要的方向。中国科学院院士、中科院国家数学与交叉科学中心主任郭雷在上述论坛的致辞中强调了量子计算机的战略地位:“量子计算机的研制已经列入世界高新技术的战略制高点,成为科技强国崛起的重中之重。量子计算机必将掀起一场划时代革命,一旦人类掌握这种运算工具,人类文明将会发展到一个崭新时代。” 这不是溢美之词。郭光灿强调“不必过分夸大量子计算机‘什么都能做’”,通用量子计算机本身就是一个非常强大的新型运算工具,研制出来后人们可以看到它会有很多不同的应用——正如研发出电子计算机的时候,“当时人们也不知道它有多少用处”。 “目前量子计算真正有代表性的算法或应用,就是shor算法,可用于密码破译,也就是破解RSA的密钥体系;第二是Grove量子搜索算法,用于大数据处理和云处理;最近讨论比较多的是,用于多种物理化学和生物机制的模拟,如模拟光合作用。”中科院量子信息重点实验室半导体量子点量子芯片研究方向带头人郭国平在简述量子计算的应用时认为,未来量子计算机大有可为。 群雄逐鹿 放眼全球,美国政府、公司在量子计算机研制方面有着最为完整的布局。 2014年,IBM宣布耗资30亿美元研发下一代芯片,主要是量子计算和神经计算。今年的5月4日,IBM发布了5个量子比特的量子计算云服务。 与IBM几乎同步,2014年,谷歌宣布来自加州大学圣巴拉拉分校的知名物理学家约翰·马提尼斯研究组加入谷歌研发量子计算处理器,并于今年9月提出“quantum supremacy”量子机研制计划。 美国另一科技巨头——微软也不甘落后,该公司负责研发的副总裁Peter Lee声称,微软在研究方面最大的投资便是量子计算。 上述几家巨头的背后,均有美国政府的影子。今年7月22日,美国总统科学技术办公室发布量子信息文件称:“预计几十个量子比特、可供早期量子计算机科学研究的系统可望在5年内实现。” 欧洲在量子技术领域也有重大布局。在今年5月17日于荷兰阿姆斯特丹举办的欧洲量子会议上,欧盟委员会发布《量子宣言》,宣布将支持一项十亿欧元的量子技术旗舰计划。《量子宣言》对量子计算机的研制做出了详细部署,他们计划5年内发展处量子计算机新算法;5~10年“用大于100物理量子比特的、有特定用途量子计算机解决化学和材料科学难题”,并使研制出的通用量子计算机“超过传统计算机的计算能力”。 澳大利亚近年来专注于硅基、磷掺杂的量子计算方案,并于今年年初成立了硅基半导体量子计算国家实验室,给郭国平留下了深刻印象。“他们15年来一直集中力量做这件事情,为取道半导体方案研制量子计算机奠定了基础”。 俄罗斯也在加紧研究的步伐。据《消息报》报道,俄国家研究型工艺技术大学与俄罗斯量子中心正在启动大型量子技术中心。报道称,该中心将进行量子通信和量子电子学研究,还计划为量子技术领域的青年人才制定并实施教学项目。 差距到底有多大 中国不似美欧等国早早认识和研究了量子技术,在量子计算机方面的研究刚刚起步。 科技部2011年启动的“十二五”导向性重大项目(超级“973”),要求在2015年实现比特数3 的量子芯片。郭国平介绍说,目前这一目标已实现,而于今年启动的“十三五”重点研发计划“半导体量子芯片研究”,要求2020年前获得品质因子1000、比特数6的量子芯片。 “这一目标距离可用的量子计算机还有很大的距离,但是我们必须一步一步来。”郭国平说。 量子比特数虽说不是衡量量子计算硬件技术的绝对指标,但在通用量子计算机成功研制出来之前,这一指标的确有区分水平高低的价值。在谷歌公司上述 “quantum supremacy”计划中,该领域科学家普遍预期其将在明年或后年的“量子计算机”上达到40~50 量子比特。 不过,即便达到这一水平,它距离真正的通用量子计算机仍有巨大差距。 在郭光灿看来,一台可实用的标准量子计算机,除了容错阈值和品质因数(Q值)要达到相应要求(现在还远未达到最低要求)外,逻辑比特数需要达到约200个,而如果按照至少需要5个物理比特编码一个逻辑比特计算的话,量子比特数至少要达到1000个。 而这还仅仅是看得见、容易觉察的差距。清华大学计算机系教授、长江学者应明生指出,中国在量子计算机研制的“两条腿”(硬件和软件)中缺少一条——量子软件,这将使得中国在量子计算的国际竞争中长期处于被动状态。 瘸腿才知路长。应明生说,美国之所以进展迅速,就在于其在量子计算机硬件、软件乃至应用方面都有明确的布局和集中攻坚的力量。“硬件是计算机的根本,但软件是计算科学的灵魂。量子计算机要做的话,软件也要跟上”。 “我们跟美国相比确实差距太大,这个差距,第一个研究水平有差距,这个可以看得出来,第二个是研究队伍和力量有差距。这些其实也有明显的差距,这就是我们的现状。”郭光灿说,美国政企在量子计算机领域的完善布局已经上升到国家行为的层面,这或是中国应该借鉴的。[!--empirenews.page--] 鹿死谁手未可知 尽管差距巨大,但郭光灿看到,国内量子计算领域的发展“势头非常好”。 “我认为国内势头发展得非常好,尤其是超导路线,原来是一个量子比特也没有,现在已经做到了5个、9个,而且是好几家在做,原材料也从依赖国外进口转变为由中科院物理所提供,而且材料性能也在改善。”郭光灿说,尽管各国水平不一,但目前通用量子计算机还没有哪个国家真正研制出来,“鹿死谁手还未可知,我们还有机会”。 要抓住这个机会,郭光灿认为,中国需要从两方面“大练内功”。一方面,国家要加强在量子计算机研制方面的布局,将其上升到国家战略层面,把方方面面的力量组织起来,支持量子计算机的研制。“比如要解决做硬件研发人才的考核问题”。 “另一方面,我国要做好量子计算领域年轻人才培养。年轻一代非常重要,我们不光要着眼于现在的研究,还要放眼未来,而人才就是未来。”郭光灿说,“就算感兴趣的年轻人最后没有从事相关的研制工作,也可以培养成能够用量子计算机的人。”他表示,下一步他将考虑以一种合适的方式培养青年队伍。 应明生在人才培养的问题上与郭光灿不谋而合。“量子软件跟计算科学其他领域不太一样,短期内难以发展起来,需要一个长期的、合作的过程。”应明生说,“量子物理和计算科学等学科应该联合起来,培养一批人。就算我们没有赢得最后的突破,在量子信息技术成为技术潮流的时候,我们也不会太被动。”

    时间:2016-12-21 关键词: 技术前沿 研发 量子计算机

  • 模块化多塔联合循环光热电站

    模块化多塔联合循环光热电站

    在现在的生活中,太阳能产品处处可见,人们用太阳能煮饭,还有太阳能热水器等等,无处不见太阳能产品,当然,最重要的还是太阳能发电,但是目前的技术并不能让人们很好利用太阳能发电。“CAPTure”是由欧洲多个研究机构和企业共同发起的一项创新性塔式光热发电系统技术,英文全称为Competitive Solar Power Towers(具有竞争力的多塔太阳能发电系统),目的是研究出可以大幅度降低光热发电(CSP)项目成本的一种新型CSP系统,从而助力光热发电早日可以实现大规模产业化发展。 为进一步证明CAPTure概念的可行性,测试系统已于2019年在西班牙太阳能测试平台Plataforma Solar de Almería(简称PSA)安装成功,并开始对系统中各个子系统和组件设备等逐一进行测试。 截至2020年1月底,部分空气太阳能吸热器单元已成功运行。下一步将继续调整控制系统,并测试其他的原型组件。 CAPTure电站是基于先进的模块化多塔解耦太阳能联合循环(Modular multi-tower decoupled solar combined cycle concept,简称DSCC)概念,可以最大限度地提高电站整体效率、可靠性以及可调度性,进一步降低电站投资成本。 塔顶的太阳能接收器为开放式空气容器,吸收太阳能热量并通过热交换系统网络将热能提供给布雷顿循环的加压空气回路。 该开放式容积太阳能接收器可以高效且可靠地驱动布雷顿燃气轮机循环,从而显著提高联合循环配置的效率潜力,实现具有竞争力的度电成本。 PSA位于西班牙东南部阿尔梅里亚省,现隶属于西班牙环境与能源研究中心Ciemat,是欧洲最大的太阳能热发电技术的研究、发展与测试中心。PSA平台将CSP技术从基础实验室转移至初试、中试、在获得两年以上的运行记录后再将其推广至商业化。主要为各个厂商的CSP核心设备提供权威测试认证。西班牙PSA平台不但为各CSP设备厂商提供测试认证,而且其自身也在加大对CSP技术的各种研发。目前太阳能还未能更好被人类利用,需要科研人员不断努力,研究出更高效地产品,这样才能保证我们人类的能源够人类发展所需。

    时间:2020-03-05 关键词: 研发 度电成本 产业化发展

  • 可自动校准定日镜系统研究

    可自动校准定日镜系统研究

    太阳的光线出现在生活中的每一个地方,人们的生活已经离不开太阳,太阳能不仅为植物生长提供光源,而且也能为人类提供能源,现在的光伏发电就是很大程度上利用了太阳能。在塔式光热发电系统中,占整体造价约50%的定日镜系统如果不能精确对准则会严重影响电站性能。对于大型塔式光热电站来说,由于定日镜与吸热塔间距较远,其校准问题则显得更加重要。 以美国知名光热电站、装机377MW的Ivanpah塔式电站为例,自2014年投运以来,由于污垢和风暴引发的定日镜聚焦问题导致该电站在投运前两年没有达到发电目标。2016年,因为定日镜聚焦失误甚至曾引起一座吸热塔发生火灾,并严重影响该电站当月发电量。 为了解决定日镜聚焦问题,来自欧洲和美国的一些海外相关研发团队正在通过使用最新的摄像机和自动化技术与产品来开发可自动校准的定日镜系统,部分产品有望在一年内实现商业化应用。 相关科研人员表示,采用自动校准定日镜系统将可以带来多重好处,可以有效降低光热发电成本、缩短镜场施工周期并扩大选址范围。 1 有效降低光热系统成本 据悉,耗费220万美元、由西班牙Tewer Ingenieria主导的欧洲PHOTON项目目前已成功将自我校准技术集成到一个新的定日镜设计中。 Tewer和ACCIONA Industrial、Aalborg CSP和现代电子技术公司等合作伙伴联合开发了一种定日镜复合材料,该复合材料包含一种弯曲的球形玻璃泡沫夹层,该夹层可有效缓解阻塞问题和温度引起的校对失准问题。 与目前定日镜系统可达到2mrad偏差的较先进水平相比,Tewer等研发的定日镜系统实现了0.6mrad偏差。同时,研发团队还将该技术与由光伏电池供电的自主无线通信系统相结合,可实现自我校准功能。 Tewer项目工程师Jose M.Blazquez-Serrano表示,定日镜可以通过内置传感器来记录其跟踪太阳的合适运动轨迹,同时因采用光伏供电,该系统去掉了定日镜区域大量基础制作、沟渠挖掘和线缆布置工作,大大降低了系统成本。 Jose M.Blazquez-Serrano补充道,根据建模数据,ACWA电力公司在南非开发的装机100MW的Redstone项目若采用该技术,定日镜系统可减少29.7%资本支出,减少8.8%运营支出,整体LCOE(平准化度电成本)可减少11.9%。 2 可配套较低成本的定日镜产品 同时,西班牙集团CENER和IK4-TEKNIKER则联合开发了一种可扩展的定日镜校准系统,该系统可在“不到一小时”内识别聚焦偏差并重新校准。 该系统将摄像机连接在一个低成本的定日镜上,并指向几个放置在已知位置的目标,使摄像机能够比较实际位置和预期位置。这个过程在几个位置重复,以产生数据,使定日镜能够修改跟踪命令。该程序可以自动化,因此不需要人工交互。 据了解,采用自动校准方案后,系统可降低对定日镜产品的要求,以便开发商采购相比目前成本更低的定日镜产品,因此将大大节约费用。 据IK4-TEKNIKER方面介绍,经测试该校准系统精度可实现优于0.25mrad,加上所需硬件最终造价将低于目前同类产品。目前该系统已经在几个定日镜上得到了验证,相关合作伙伴希望与供应商合作,进一步开发出商业化和集成化的解决方案。 无独有偶,在比尔·盖茨的支持下,来自美国的初创公司Heliogen也成功开发出一种基于“闭环”算法的自动定日镜校准系统,即使配套低成本的定日镜系统,也可以使系统整体性能达到最优。 据介绍,该技术使用摄像机和先进的计算机视觉软件,以更精确地校准定日镜,提高聚光效率。测试表明,定日精度提升后可以实现1000℃以上的系统温度。 Heliogen公司业务开发和产品副总裁Fatimah Bello表示:“因为闭环控制器可以校正开环控制器难以或不可能校正的非线性和其他制造缺陷,我们可以通过一个相对低成本的驱动系统实现高跟踪精度。” 3 大大缩短建设周期 智能的自我校准技术可以通过同时校准大批定日镜来实现大幅缩短镜场建设周期并降低建设成本的目标。 Fatimah Bello表示,我们的系统消除了定日镜场的长期校准过程——启动和运行定日镜场仅需要几个小时到几天,而非几个月。 此外,自动校准解决方案还使定日镜安装速度更快,安装成本也大幅降低。在土建工程要求较大,劳动力价格较高的的地区效益则更加明显。目前太阳能还未能更好被人类利用,需要科研人员不断努力,研究出更高效地产品,这样才能保证我们人类的能源够人类发展所需。

    时间:2020-03-06 关键词: 成本 研发 校准系统

  • 任正非:提高58亿美元,华为今年研发预算将超200亿美元

    任正非:提高58亿美元,华为今年研发预算将超200亿美元

    华为创始人任正非周三在接受采访时称,大多数华为员工在新冠病毒疫情爆发后已经返回工作岗位,但是这次疫情很可能会冲击华为今年的财务业绩。 任正非称,华为计划将今年的研发预算提高58亿美元至200亿美元以上。他表示,疫情已经导致公司降低了今年的财务目标,但具体情况到下月才能明朗。华为国外智能机销量正在下滑,但是这一下滑被国内的强劲销售所抵消。

    时间:2020-03-26 关键词: 华为 任正非 研发

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