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钙钛矿意义重大的发现, 同时将阳光, 热量和动能转化为电能!

 博爱6613 2017-12-05

自2009年第一个钙钛矿电池问世,钙钛矿已经被定位为再生能源技术发展中的下一个革命性物质。钙钛矿太阳能电池已被证明比传统硅太阳能电池更便宜和更高效 ,其能量转化率水平已从2009年的3.8%提高到2016年的22.1%,成为迄今为止最快的太阳能技术。

2016年12月媒体报道,我国在钙钛矿电池研发领域取得重要突破,上海大学团队和苏州某新能源开发公司合作研发,使面积36平方厘米钙钛矿太阳能组件的能量转化效率突破了12%。

但是钙钛矿太阳能电池同样面临一个问题,如果没有太阳能来源,或者太阳能来源不足的时候,在室内使用的设备怎么办呢?

来自芬兰奥卢大学的一个团队一直在研究不同类型的钙钛矿矿物,试图发现他们是否可以利用多种不同来源的能量。钙钛矿是一种具有特定晶体结构的矿物质, 该团队第一次发现钙钛矿具有从多个来源同时转换能量的特性,将太阳能,热能和动能同时转化为电能。

而这种钙钛矿矿物就是KBNNO(或Ba,Ni共改性的KNbO 3纳米晶体),虽然它不如钙钛矿太阳能电池那样提供非常大的电能,但它可以用于现在越来越普及的电子设备,如手机和笔记本电脑,以及各种智能小工具上。需要耗电的传感器和设备将可以持续供电,这个发现将会推动物联网和智能城市的发展。

同所有的钙钛矿一样,KBNNO是一种铁电材料,当铁电材料经历温度变化时,它们的偶极子失准,并且导致电流产生。这种性质被称为热电性。

KBNNO也同样是光伏 ,这意味着当暴露在阳光下它可以产生电流。另外它也是压电体,这意味着它可以将由运动引起的压力变化转换为电能。

在室温下测试这种钙钛矿物质属性时,他们发现该物质在单一能源转换为电能时远远超过其他钙钛矿,事实上它可以同时转换3个不同能源为电能,这也使得特定情况下它更有价值。

研究人员还报告说,他们已经找到一种方法来修改KBNNO的组成以改善其热能和压力敏感性能,因此他们预测其效率水平将随着进一步完善而增加。

通常矿物开发到市场化应用程度,需要一个相当长的过程。这也表明我们对于地球矿物质的特性了解的只是冰山一角,也许未来的某一天,我们就可以彻底和烦人的每天充电说再见了!那将是了不起的事情,期待中!

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