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【材料日报】新型热塑性弹性体产品、钙钛矿太阳能电池特点的形成原理、混合动力有轨卡车系统eHighway

 前沿材料 2020-09-17

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日本三菱化学开发出

新型热塑性弹性体产品

使用了新规格产品的汽车内装表皮材料的放大图像

2017年8月10日,日本三菱化学株式会社(以下简称“三菱化学”)通过其官网发布消息称,在其热塑性弹性体“TEFABLOC™”(之前苯乙烯类热塑性弹性体是以“RABARON™”的名义销售的,但是从2017年4月起已统一整合到“TEFABLOC™”品牌下)的苯乙烯类QE系列产品中,他们开发出了一种新规格产品,成型性和触感都得到了提升,且该新规格产品将被全新采用于汽车的内装表皮材料、辅助扶手等内装部件中。

TEFABLOC™ QE系列具有较高的柔软性和耐磨性,因此被广泛应用于电动工具、汽车的变速杆等小型手持类·包装类工具中。

近年来,市场对汽车内装部件的设计性和触感要求越来越高,能够满足上述要求的材料需求也开始逐渐增加。三菱化学为了应对这种需求趋势,在保持TEFABLOC™ QE系列的柔软性和耐磨性的基础上,将其流动性提高了2倍以上,并由此开发出了新规格产品。新规格产品具有很高的成型性,即使在形状复杂、大型的成型品中也能够发挥出优秀的设计性。另外,新规格产品还具有舒适的驾驶感、像皮革或合成皮革一样的触感。

之前的产品很难满足汽车的内装表皮材料或辅助扶手等大型用途的需求,而具有上述优异性能的新规格产品则没有这方面的问题,已经开始用于该领域,且预计其今后的应用领域还将继续扩大。

三菱化学表示,今后将继续满足客户的多种需求,努力扩充热塑性弹性体的产品阵容,进一步加速扩大功能性树脂事业。

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日本明确解释

钙钛矿太阳能电池特点的形成原理

2017年8月10日,国立研究开发法人日本原子力研究开发机构和J-PARC中心、综合科学研究机构的联合研究小组对MAPbI3太阳能电池材料的特点形成原因展开研究。MAPbI3材料具有有机分子嵌入无机物的八面体钙钛矿结构。该研究成果在2017年6月30日刊登在英国科学杂志《Nature Communications》网页版。

目前,传统的太阳能电池多为硅半导体,但它仍存在不足。硅系太阳能电池需要在高温下制备、需要耗费大量电力、化合物半导体制备太阳能电池必须在真空中制造和加工,因此,传统的太阳能电池造价很高。另外,硅系太阳能电池的转换效率已达到极限,难以将各波长的太阳光全部转化为电能,且在转化过程中一部分的光能会变为热能而流失。

因此,研究小组利用J-PARC的物质·生命科学实验设施的两台非弹性中子·准弹性散射实验装置,研究MAPbI3的原子运动。MAPbI3材料具有有机分子嵌入无机物的八面体钙钛矿结构,其特点是 :电力转换过程中能量转化为热量流失比例小,这就意味着具有高转换效率。

研究发现:钙钛矿半导体中的电偶极子有特殊的运动规律;该材料具有导热功能的并不是光学声子而是激发能的声学声子。声学声子传输速度缓慢、寿命较短,因此极大地抑制了导热性能。另外,MAPbI3中半导体吸收光生成电荷载体,从产生到消亡能移动很远的距离,也就形成了太阳能电池的优势。

本次研究出的钙钛矿半导体实用性广,极有可能在设计高性能低成本的下一代太阳能电池时作为基础材料进行研究。

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西门子在德国建立

混合动力有轨卡车系统eHighway

▲西门子在德国建立混合动力有轨卡车系统eHighway

2017年8月11日,德国西门子(Siemens)公司通过官网发布消息称,公司已受德国黑森州(Hesse)委托在十公里长的高速公路上搭建电力货运卡车的导电弓架,为混合动力有轨卡车提供电力驱动。这意味着西门子在德国建立混合动力有轨卡车系统eHighway,开启电气化公路新进展,该系统将安装在法兰克福机场附近的A5高速公路上。

早在2012年,西门子公司基于已经成熟的铁路和有轨电车模式,提出混合动力有轨卡车系统eHighway,在重型卡车上面安装了一个最新开发的可以自动升起的导电弓架,将电能传送到电力/柴油混合传动系统。卡车刹车所回收的能量也可以输入到这个系统中再利用。eHighway由两个系统构成:第一个系统是一个沿着货物运输路线的两极吊线系统,提供双向电力传输,通过变电站确保头顶的电线有稳定的电力输入。测试中使用的变电站包含一个中等电压的直流转换系统、一个变压器、一个整流器和一个受控的转换器(用于反馈刹车所产生的电能)。第二个系统是一个新的导电弓架,其带有智能控制系统,一旦被内置的扫描系统检测到电线,就能够自动连接头顶的电线。当然,这也可以通过驾驶员手动连接。2016年,瑞典试运营了采用eHighway技术的世界上第一条专供电动汽车行驶的高速公路。这条高速公路的电力系统由西门子公司负责设计实施。瑞典将其视为2030脱离化石燃料运输转型战略的有效途径。

目前西门子通过实地考察,将首次在德国的公共高速公路上测试eHighway。西门子将负责系统的规划、施工和维护。该系统是由德国联邦政府环境、自然保护、建筑和核安全部(BMUB)正在组织实施的 “电动创新型重型货运高速公路(ELISA)” 联合项目的一部分。负责黑森州公路运输管理的Hessen Mobil正在对该项目实施管理工作。

Hessen Mobil交通运输总监Gerd Riegelhuth说:“eHighway系统的建设将证明导电弓架与公共高速公路相结合的可行性。该系统将用于实际运输网络,以证明法兰克福地区货运的实用性。”

西门子公司移动部门首席技术官Roland Edel说:“通过eHighway,我们提供了一个经济上可行的解决方案。我们的技术为使用内燃机系统的卡车提供可行性替代方案。”

与内燃机系统相比,eHighway系统效率是其两倍。这不仅意味着能源消耗将减少一半,还意味着将大大减少当地的空气污染。

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