2012年6月（下）新能源材料的研究进展探究
付浪
（铜仁市科学技术局，贵州铜仁564300）
[摘要]随着经济全球化发展，能源的消耗日渐增加。

因此，对新能源材料的研究成为了人们关注重要问题。

在现代化科技下新能源是优化能源结构、降低碳排放以及实现可持续发展之重要的途径。

但是随着科技的发展，新能源材料研究的进展究竟如何一直是有待探究的问题。

本文对镍氢动力电池的关键材料、轻质高容量的储氢材料等新能源材料研究做了阐述，进而体现出新能源材料的研究进展。

[关键词]研究进展；新能源材料；探究
所谓的新能源材料泛指能够储存、转换及支撑新能源的材料或者一体化材料。

该材料极大推动新能源大力发展，甚至还催生出新能源系统产生，有效的提升了系能源利用的效率。

但是随着现代化科技的推进，新能源材料的研究进展究竟如何，成为人们探究的重要话题。

在这种形势下，探究新能源材料的研究进展具有实际意义。

1镍氢动力电池的关键材料
在我国较强高科技产品中镍氢电池占据着一席之位，具有强劲的竞争优势。

经过多年发展，我国的镍氢电池在出口上已经超过了日本，成为了第一生产大国，在世界上确立了镍氢电池的生产战略地位。

随着镍氢动力电池逐渐趋于成熟，该电池成功在各种混合动力汽车中被验证使用，并很快被各种汽车中普及使用。

如今日本的PanasonicEVEn-ergy公司中所使用到的技术相比较为领先，生产电池大都属于6.5Ah，而且有圆柱型与方型两种形状，电池比之能量是45Wh/kg，比功率高达1300W/kg。

而使用这种动力电池Prius混合动力汽车销售更是如日中天，超过了120万辆，并成功经受多年的使用考核。

而且随着轿车中大量混合动力使用，过去电池产量已经不能够满足社会市场需求，因此PanasonicEVEnergy公司组建了更大的生产镍氢动力电池生产线，如今已在逐渐投入生产。

我国在镍氢动力电池上也有相当的研究进展，清华大学所开发出来燃料电池混合的动力客车采用镍氢动力电池为辅助动力，所开发出来的电池主要有80、40、28、8及6.5Ah，尤其是80Ah的功率已经高达了1000W/kg。

至今，在研发负极的储氢合金方面取得大量成绩，如：使用多元合金中调节材料，其中的热力学性质，对材料的电催化活性有效改善，在宽温度范围中对材料的综合电化学的性能等；在新材料开发商，对AB3·5合金上的研究也具备较大进展，其中容量已经达到430mAh/g，如果环境的温度低于了零下40摄氏度，容量比常温下的容量高大约70%，其电荷转移的阻抗以及传质扩散之阻抗都比较低，但是其循环的稳定性方面依然存在缺陷。

在我国研发质子交换膜的燃料电池方面所投入比例较大，但是主要还是放在了燃料电池发动机方面，质子交换膜、催化剂及碳纸等各种材料还是要进口。

经过各个国家共同努力下，燃料电池的催化剂研发上得到进一步发展，尤其是在Pt/C及PtRu/C催化剂研发上进展比较大，并有了稳定的批量供应能力，同时低铂催化剂、抗中毒催化剂及非铂催化剂等再生与回收技术上都取得较大进步。

2轻质高容量的储氢材料
对于储氢材料上也有较大研究进展，如今使用比较普遍的是AB5型储氢合金、AB2型Laves相合金及钛系AB型合金。

但是所使用材料质量分数不高，都低于了2.2%。

不久之前美国能源部将储氢系统质量分数调整到5.5%，虽然有一些国家的储氢质量分数正在逐渐升高，但是还没有那种储氢方式达到了这个要求，从各种情况来看，研究新型储氢材料是科技发展的必然趋势。

从各种文献中可知，陈萍等下了极大功夫在高容量的氨基磞烷化
合物氢材料上，也取到了极大进展，如果将碱金属的氢化物放进NH3BH3中，就能够形成碱金属的氨基磞烷化合物，当条件达到90摄氏度时其放氢的质量分数达到了10.9%，但是可控放氢的性能还需要进一步提升。

3固体氧化物燃料电池
这种燃料电池（SOFC）常常工作在800~1000摄氏度高温下，因此必然给选择材料及成本较高等各种问题，经过多次试验发现如果将工作稳定降低到400~600摄氏度，能够实现SOFC在极短时间内进行启动与关闭，依据SOFC该性能，就能够使用在军用潜艇、电池汽车及便携式移动电源等各个领域之中。

但是经过相关人士大力研究发现，要想SOFC在低温下能够运行，必须要满足两个途径：1）使用传统的YSZ作为电解质材料，并且要将该材料制成薄膜，进而降低了电解质的厚度，在较低温度下让燃料电池得到较高功率输出；2）在中低温环境下开发新型固体电解质的材料，以及相匹配的连接材料与电极材料。

在碳氢燃料中SOFC进行内重整就可以得出H
2
与CO，之后CO
和H
2
在阳极上进行反应，经过氧化反应就能够生成H
2
O与CO2，在反应的同时也会散发出高温热能以及电能。

而且经过了内重整之后有效提升了效率，降低了使用成本，但是采用直接内重整一般在Ni阳极上极易出现沉积，影响到电池活性。

从这个方面可以看出来，阳极必须要有长期抗积碳之能力。

假如对SOFC运行稳定进一步降低，必将造成阴极极化增大过电位与界面的电阻。

因此研发中温SOFC的基础与前提，就是先研制出与中温电解质相匹配之新型阴极材料。

4结语
总之，新能源材料大力推动氢能材料电池的快速发展。

这样能够提升效能、节约资源、降低成本及环境友好，这也是新能源发展之永恒主题。

但是究竟怎样才能够发挥新能源的重大需求，进而解决有关新能源材料的科学基础研究与工程技术问题。

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