阻碍纳米发电技术的发展的原因?(纳米发电机的发展前景)
纳米发电机的发展前景
美国《科学》报道,美国佐治亚理工学院教授、中国国家纳米科学中心海外主任王中林等成功地在纳米尺度下将机械能转换成电能,在世界上首次研制成功纳米发电机。正在北京的王中林在接受《科学时报》采访时说,“这是我在这个研究领域10多年最让我激动的发明。”他认为这是国际纳米领域的最让人激动的重大发现,它一定会引起整个纳米学界对纳米电源方面研究的巨大热潮。
作为佐治亚理工学院校董事讲座教授和工学院杰出讲座教授,王中林同时也是北京大学工学院先进材料和纳米技术系系主任、中国国家纳米科学中心海外主任,这项工作是他和博士生宋金会共同完成的。
王中林认识到氧化锌独特的半导体、光学和生物学性能,具有其它纳米材料不可替代的作用,因此,他的研究小组一直致力于以氧化锌为基础的纳米材料的合成和应用研究。2001年,他们在《科学》杂志上报告首次合成氧化锌半导体材料带,这篇论文已被引用1100多次。之后,他们又研制出纳米环、纳米螺旋等器件。
王中林相信纳米发电机无论在生物医学、军事、无线通信和无线传感方面都将有广泛的重要应用。他说:“这一发明可以整合纳米器件,实现真正意义上的纳米系统,它可以收集机械能,比如人体运动、肌肉收缩等所产生的能量;震动能,比如声波和超声波产生的能量;流体能量,比如体液流动、血液流动和动脉收缩产生的能量,并将这些能量转化为电能提供给纳米器件。这一纳米发电机所产生的电能足够供给纳米器件或系统所需,从而让无纳米器件或纳米机器人实现能量自供。”
鞋内装上一个纳米发电机,人们一边走路一边便可给手机或者MP3播放器充电。在不久的将来,这将有望成为现实。
王中林还表示,单个的纳米发电机虽然研发出来了,但其毕竟功率有限。未来真正投入使用的话,必须要有大量的纳米发电机共同工作,组成一个发电机组。因此,课题组下一步的工作便是要想办法研发出多个纳米发电机联合发电的装置。
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王中林教授于1982年毕业于西安电子科技大学,并于同年考取中美联合招收的物理研究生(CUSPEA),1987年获亚利桑那州立大学物理学博士学位,现任美国佐治亚理工学院纳米科学和技术中心主任,是国内外著名的纳米技术专家。王中林教授已在国际一流刊物上发表期刊论文400余篇,会议论文140余篇,拥有专利8项,出版4本专著和15本编辑书籍。王中林教授因其对“纳米技术领域的材料科学以及基础发展做出的杰出及持续的贡献”,2002年当选为欧洲科学院院士,2004年当选为世界创新基金会院士,2005年当选为美国物理学会院士。王中林教授是从1992年到2002年10年中纳米科技论文被引用次数世界个人排名前25位作者之一。
纳米技术现在存在的问题是什么?
引言:提起“纳米”这个词,可能很多人都听说过,但什么是纳米,什么是纳米材料,可能很多人并不一定清楚,本文主要对纳米及纳米材料的研究现状和发展前景做了简介,相信随着科学技术的发展,会有越来越多的纳米材料走进人们的生活,为人类造福。nbsp;纳米是英文namometer的译音,是一个物理学上的度量单位,1纳米是1米的十亿分之一;相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说,相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样,纳米是一个尺度概念,并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后,大约是在1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,象铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。nbsp;在充满生机的21世纪,信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求,元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小;航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新,以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域,纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象,也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来,纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如,存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘,成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器,价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件,用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世,充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。nbsp;研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次,是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度(1~100urn)与物质中的许多特征长度,如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当,从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子,也不同于宏观物体,从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象,认识新规律,提出新概念,建立新理论,为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础,也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题;纳米结构设计,异质、异相和不同性质的纳米基元(零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝)的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点,人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。nbsp;1研究形状和趋势nbsp;纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术,带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究,在千年交替的关键时刻,迎接新的挑战,抓紧纳米材料和柏米结构的立项,迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。nbsp;纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年
制约光伏发电产业发展有哪些因素
1、电网的接纳能力
太阳能发电具有极大的间歇性和随机性,短时期的大功率波动势必影响系统的频率甚至火电机组的安全。这是因为,传统火电机组的爬坡率作为硬约束将限制功率的波动,太阳能发电的大规模接入将来会给系统安全运行带来更大挑战。未来可能会限制太阳能发电的功率变化率。
2、电网承受故障的能力
近年来世界范围内发生的由故障引起的大面积停电事故不仅造成巨大的经济损失,给人民的正常造成了较大影响,还严重危及公共安全。因此当系统发生故障时,需要及时进行继电保护操作以避免导致更大的损失,但是继电保护操作可能导致馈线上装设电压保护的用户被切除,或导致切除光伏发电系统,这样会使得配电网更加脆弱。因此需要考虑在切除故障保证配电网继续安全平稳运行的基础上,还能够保持配电网的运行参数,而不至于使配电网变得更加脆弱。
3、政策的连续性
在坚持安全可靠、坚持市场化改革、坚持保障民生、坚持节能减排及坚持科学监管的一系列原则基础上,我国做出了一系列措施以保证经济平稳发展。2020年,太阳能发电装机将达1亿千瓦,按照0.45元/千瓦时计算,每年需补贴1314亿元,而未来5年国家电网每年在发、输、配电领域内的投资为2400亿(发电7000亿,输电2000亿,配电3000亿),是否能够承受如此大的负担是政策制定者和电网公司必须面临的严峻挑战。
阻碍电动汽车发展的原因是什么?
在我看来主要是以下几个方面
一是续航能力不足,还不太适合长途跑,一般的私家车都有这方面的需求,所以这方面解决不了很难发展的好;
二是造价成本高,这样一来到消费者手中的时候,虽说有补贴,但是也很难让人接受这么一个价格高并且不实用的东西;
第三个方面就是中国电动汽车交易网上所说的充电桩不够普及的原因吧