美国能源部发布报告称燃料电池产业开始盈利

美国能源部在前不久发布的《燃料电池技术市场报告》中表示，美国燃料电池产业总体上正在逐步进入正轨，并开始实现盈利，全球燃料电池产业约80%的投资都在美国，美国仍是全球燃料电池和氢技术增长最快、规模最大的市场。

美国能源部表示：“在过去几年，美国建立的燃料电池和氢技术产业是为将来更清洁、可持续的能源铺平道路。作为奥巴马总统重中之重的能源方案，燃料电池技术是为美国在全球燃料电池市场的竞争铺平道路，并为美国本土创造更多的就业机会。”

在美国能源部的大力支持下，美国国内的私有企业和国家实验室在燃料电池和氢技术方面取得了重大进步，突破重点在于：削减生产成本和提高产品性能。自2006年至今，这些研发技术已经帮助美国将燃料电池成本削减了50%以上；同时，燃料电池的耐用性也得以改善。基于这些成就，美国能源部近期宣布投资700万美元，用于氢技术和燃料电池的研究。

统计数据显示美国燃料电池企业正在逐步走向盈利。Bloom Energy公司的服务器安装数量和公司收入每半年就会增加一倍，公司实行的销售增长和成本削减的组合正在驱动该公司实现盈利。燃料电池公司FuelCell Energy燃料电池的出货量已达52兆瓦，生产能力可达90兆瓦，该公司表示，当燃料电池出货量达到80～90兆瓦时，公司运营就会实现净盈利。FuelCell Energy公司与韩国POSCO Power公司进一步加强了战略合作，并与西班牙Abengoa SA公司和德国弗劳恩霍夫协会陶瓷技术和烧结材料研究所等建立了新的战略合作伙伴关系。

2002-2017年交通运输用燃料电池系统成本变化图

此外，燃料电池行业也显著推进了成本削减问题。美国Plug Power公司燃料电池(1.8千瓦至10千瓦系列)的生产成本已经从2008年的1.8万美元/千瓦下降到约1万美元/千瓦。日产推出的Terra燃料电池汽车所用的燃料电池成本仅为2005年的1/6，主要是因为对贵金属铂的需求显著降低。英国Carbon Trust咨询公司发布的一份研究报告称，目前质子交换膜燃料电池在汽车应用上的成本已经达到49美元/千瓦，如果规模化生产的话，成本需要达到36美元/千瓦，与内燃机汽车相比才有竞争力，而三家英国公司和学院已经开发出从可行性试验到商品化的技术，有可能实现36美元/千瓦的价格目标。其中，ITM Power公司开发出一种薄膜，可以使燃料电池的功率密度增加两倍，从而增加了单位金属铂的发电量；ACAL能源公司已经开发出一种液相催化剂，可以把金属铂的使用量减少80%左右，并大幅简化燃料电池结构；伦敦帝国学院和伦敦大学学院使用低成本的材料和制造技术开发出了一种可堆叠的燃料电池组件结构。

日本开发新型储氢材料用于燃料电池车

日本科学家近期研发出了一种结构简单、基于铝氢化合物的新型储氢材料，可用于氢燃料电池车。他们在10吉帕斯卡的压强和800℃环境下将氢原子与Al2Cu铜铝化合物结合，制造出一种间隙性氢化物Al2CuHx。相关研究报告已在美国物理学会期刊《APL Materials》上发表。

科学家普遍认为，镁氢化物、铝氢化物、硼氢化物这类具有较高氢原子含量的轻量化间隙性化合物是氢燃料电池汽车中的理想储氢材料。然而，到目前为止，上述材料中尚没有一个成功应用于燃料电池车的成功案例。

基于铝氢化合物的新型储氢材料

在以铝为主要原料的氢化物方面，虽然科学家们已经制造出了络合铝氢化物，但一直没有出现兼具储氢和放氢两大功能的材料。另一方面，间隙型氢化物内的氢原子占据了金属原子之间的空隙，因此被科学家们认为是燃料电池汽车安全且高效的储氢手段。尽管已经有人用镁、钠和硼制造出了间隙型氢化物，但并不实用；迄今为止，还没有人以铝为主要原料，制造出间隙型氢化物。

而基于铝合金的氢化物与一般的同类物质相比拥有不同的性能，其发生氧化、还原反应的过程与简单的金属化合物相同。此外，这类化合物中的氢原子也能被其对应的金属原子部分或完全地替换，从而使其热力学性质更活跃。

在发表的论文中，研究者阐述了Al2CuHx化合物的形成过程。尽管合成需要的环境非常苛刻，并且氢的浓度也比较低，合成出来的物质不一定能直接使用，但是研究人员使用世界上能量最高的第三代同步辐射光源——日本大型同步辐射设施SPring-8对合成环境以及氢化物的晶体结构和电子结构进行了检查和分析，确认能够合成出以铝为主要原料的间隙性氢化物。

接下来，研究人员计划在更加温和的环境下合成出同样的材料，这样获得的产品能有效地为燃料电池汽车存储氢气。

丰田雷克萨斯A级氢动力三厢轿车2015年上市

日本丰田汽车公司在东京车展上推出了氢燃料电池概念车，显示出氢燃料已成为丰田未来新能源的重要发展方向。丰田汽车销售公司高级副总裁RobertS.Carter表示：“丰田汽车于1996年开始研究氢燃料，并积累了丰富的经验，因此丰田对氢燃料非常有信心。”据网通社报道，氢燃料将率先应用在豪华车型上，雷克萨斯全球执行副总裁Mark Templin对此表示了肯定：未来氢燃料电池技术将是豪华车动力选择之一。

网通社获取了雷克萨斯氢燃料电池车的部分信息：这款全新氢燃料电池车将使用FCV概念车技术打造，定位于A级三厢轿车，将于2015年率先在北美市场上市。关于该车的续航里程，丰田汽车销售公司高级副总裁RobertS.Carter表示：推向市场的车型将达到300公里的续航里程。

丰田汽车目前的混合动力技术已经达到同行业领先水平，丰田汽车会长内山田竹志此前曾表示：“到 2020年左右，在发达国家混合动力应该能够达到百分之二三十。然而到了今天，在日本国内混合动力车占丰田总销量的比例就已经占到40%以上，在全球销售的丰田车当中的份额已经超过10%。这表明消费者对于环境、资源意识的提升比想象还要快。”因此雷克萨斯也制定了“到2015年，新能源车销量将占到汽车总销量的50%”的目标。

加利福尼亚大学尔湾分校作为加州大学10所分校之一，现建有包括运输研究所在内的多个国家级研究中心，丰田将与该校合作，未来将在全美建立68个加氢站，可以为超过1万台氢燃料电池车提供服务，并且RobertS.Carter还表示：将来能够把补充燃料的时间控制在5分钟内。这对于未来氢能源车型的普及十分关键。

香港科技大学燃料电池研发获突破 电池效能提升4~6倍

香港科技大学教授赵天寿及其研究团队近日在醇类燃料电池研究领域取得突破，成功研制出效能提升4～6倍的燃料电池，只需极微量甲醇或乙醇便可产生电力。赵天寿表示，这种新能源技术可广泛应用于手机、电脑、汽车等。

据介绍，这项名为“燃料电池中多相能质传递与电化学反应的相互作用机理”的研究，深入分析了燃料电池的物理和化学过程，以热流科学与电化学交叉方法，成功将甲醇和乙醇燃料电池的效能分别提升6倍和4倍。甲醇是工业用酒精，乙醇则是可食用酒精。将酒精注入特制的电池箱，就可当电池使用。

赵天寿用模型车作测试，显示充入5立方厘米的酒精燃料，可以运行10小时。他说，这跟汽油的运行时间差不多，相比于现在的电动车，其好处是没有充电时间长和行驶距离短的问题。

但是赵天寿强调，这项技术目前仍未成熟，特别是用乙醇作燃料的挑战比较大，因为研究历史相对较短，还有一些技术要进一步提高。赵天寿预计该研究成果最快10年后才会面世，但将来可应用于多个领域，取代目前电池需要充电后才能供电的模式。

赵天寿教授表示日后要在电池寿命、功率等方面进一步做出改进，他强调燃料电池是日后电池的研发方向，因为生产乙醇的成本极低，倘若电动车能使用燃料电池，即代表能再进一步降低一般充电电池产生的污染。

美国华裔教授研发新方法 大幅提高钙钛矿太阳电池效率

加州大学洛杉矶分校材料科学工程学系华裔教授杨阳(音译)领导的研究团队，经过7个月的研究，成功研发出新方法，大幅提高了钙钛矿太阳电池的光电转换效率，生产出大面积钙钛矿太阳电池。

由于制造传统硅晶太阳电池板的原料硅土昂贵，且制造过程会产生严重污染，科研人员近年来转而研发钙钛矿太阳电池板，短时间内将光电转换效率从3%提高至16%，形成重大的科研突破。

杨阳解释，钙钛矿太阳电池有两种原料，旧的制程方法是用烤的，但两种材料沸点不同，无法烤得很均匀，造成接口的电子传递效率变差，使得整体的转换效率下降。他们改用蒸镀法将其中一种原料蒸进另一种材料，“就像蒸小笼包一样”，蒸出来的薄膜表面均匀，传导效率自然提高。

钙钛矿太阳电池板无法兼顾面积和效率，杨阳实验室做出来的太阳电池板大小为1英寸×1英寸，若他的制程方法再进一步改进，可望制造出更大面积的商用太阳电池板。杨阳表示，他下一个目标是将光电转换效率提高至20%。

杨阳表示，大家都在找最好的太阳电池来源，硅晶太阳电池光电转换效率高，大约18%，但制程必须耗费大量的电力，其电费至少要5年才能回收，加上原料硅土昂贵、污染高，事实上并不理想，“钙钛矿绝对更便宜又环保”。

钙钛矿是一种陶瓷氧化物，此类氧化物中最早被发现的是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(CaTiO3)化合物，目前使用的都是人工合成的，因此没有资源耗尽的问题，再加上这类材料制程简便，成本可以大幅下降，商用潜力无限。

杨阳毕业于台湾成功大学物理系，在马萨诸塞大学取得硕士和博士学位，于1997年加入加州大学洛杉矶分校。

美国麻省理工学院推动太阳电池轻薄设计新方向

美国麻省理工学院(MIT)的研究人员正致力于打造世界上最轻薄的太阳电池设计，期望以此推动太阳电池研究的新方向。

研究人员表示，目前的太阳电池设计多半追求以最低的成本实现高转换效率，却常常忽略了轻薄尺寸方面的要求，然而，对于移动电子设备而言，轻与薄一向是最主要的设计目标。在航空、太空等领域的应用，以及运输成本高的偏远地区，既轻且薄的太阳电池设计已经越来越受欢迎了。未来，随着材料变得越来越稀少，采用超轻薄太阳电池可实现对于自然资源的保护，甚至能降低安装成本。

MIT教授 Jeffrey Grossman说：“如何才可能成为最薄的太阳电池呢？我们的预测是只用两层材料的电池设计。目前的确有许多应用都必须考虑到质量，因此尽可能采用最薄的主动层材料以及最小化封装，从而带来更薄、更耐用的基板，那么最终将改变整个安装方式。此外，这还有助于解决一个核心问题：我们究竟能从特定材料的每个原子或键结中省下多少功耗？”MIT研究人员用电脑模拟各种不同材料，以期找到最轻薄的太阳电池组合。

MIT估计，其超薄型太阳电池薄膜——基本上是厚度约1纳米的2D薄层，比传统太阳电池更节能1 000倍以上。但其缺点是效率较低，且需要比现有太阳电池更多10倍的面积，才能产生相等的能量，因为超薄太阳电池的效率只有2%左右，而传统太阳电池可实现高达20%的效率。研究人员已经计划采用堆叠超薄2D太阳电池的层状结构，以提高其效率。

Grossman说：“我们预测的两层堆叠可能达到1%～2%的效率，当然也可能堆叠到两层以上，因而能提高效率。由2D材料制作的电池效率应该也能达到像目前传统太阳电池约10%～20%的效率。”

研究人员们仍在模拟原型设计所用的超薄太阳电池材料。在精密的模拟过程中，各种拓扑结构的层叠片材使用了原子石墨烯薄膜、二硫化钼与二硒化物。这些设计的优点在于不仅比传统太阳电池更具轻薄的优势，同时也不受氧化、紫外线辐射和环境中水分的影响——这三者通常是传统太阳电池长期稳定性的杀手。此外，相较于传统光伏安装，由于新式超薄设计不需采用玻璃罩或冷却安装，因而可节省一半以上的成本。

博士后研究员Marco Bernardi说：“超轻薄太阳电池可望降低安装成本。目前基于硅晶的太阳电池模组已经很重了，加上保护玻璃后更重。目前太阳电池阵列占整个安装成本的60%，主要都是由于质量造成的。因此，为了实现更轻的太阳电池，我们期望能找到一种超轻薄的机械可挠性材料，使其可用塑料封装来取代玻璃材料，以便为太阳电池安装建立新方向。”

相较于传统太阳电池，超薄太阳电池的材料成本可望大幅降低。但研究人员尚未能在实验室中建立这一原型，因而也无法让材料实现量产。接下来，研究人员准备在实验室针对各种不同的材料配方与堆叠结构测量其效率与长期稳定性。

美国进行低成本塑料太阳电池新研究

近日，美国圣安德鲁斯大学的研究人员进行了一项关于塑料太阳电池的新研究。该校物理和天文学学院Samuel与Gordon Hedley教授发现了一种类纤维的组件排列方式，可使一些材料更高效地把太阳光能转化为电能，从而制造出更廉价而高效的太阳电池。

通过组合使用先进的激光测量和高分辨率显微镜，研究小组观察到高效率与低效率太阳电池之间的差别。他们发现高转换效率太阳电池的材料呈类纤维状排列结构，而效率较低的则是呈小球状。

Hedley教授说：“纤维状结构是一个惊喜而有趣的发现。”这一发现为制造更高质量的太阳电池板指明了方向，意义重大。《自然通信》杂志也对此进行了报道。Samuel教授表示：“这些研究结果对于生产高效率低成本的太阳电池意义非凡。”

塑料太阳电池是一项前景不错的可再生能源技术，主要结构是由一层由吸光塑料和足球状碳分子混合构成的薄层（100纳米）作为本征吸收层，来吸收大部分照射进来的太阳光。简单来说，通过将以上两种材料溶解成液体，然后把它们置入基板就制成了这种太阳电池。当前保持效率纪录的塑料太阳电池甚至可与非晶硅光伏电池一争高下。

溶解加工能力使可延展性工业印刷工艺（如喷涂或丝网印刷技术）能用于塑料太阳电池的制造，这提高了生产出表面薄、面积大、成本低而柔韧的太阳电池的可能性。而这种太阳电池的很多用途是传统硅太阳电池无法实现的。

美国与以色列签订铝-空气电池联合开发协议

在2014年亚特兰大先进汽车电池会议上，美国铝业公司与以色列Phinergy公司就铝-空气电池的进一步研发签订了联合开发协议。联合开发协议中的具体业务范围主要包括新材料、新工艺以及零部件等领域，此次联合开发的目的是为了尽快推动铝-空气电池的商业化进程。

铝-空气电池由空气正极、电解质和金属铝负极组成，其理论比能量为8.1千瓦时/千克，仅次于锂-空气电池的13.0千瓦时/千克。然而，由于铝-空气电池在放电过程中负极腐蚀会产生氢，不仅会导致负极材料的过度消耗，而且还会增加电池内部的电学损耗——这严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。以往的解决方法主要是将高纯度金属铝中掺杂特定的合金元素，以提高金属铝负极的耐腐蚀性，或者在电解质中添加腐蚀抑制剂。

美国铝业公司执行副总裁兼首席技术官Raymond Kilmer博士表示：“美国铝业公司在技术材料方面具有非常广泛的专业知识，并且在新产品商业化方面具有丰富的经验，此次将Phinergy铝-空气电池商业化对于Phinergy公司来说也非常具有吸引力。目前，汽车行业正在寻求一种可以替代传统汽油的全新零排放无污染能源，而Phinergy铝-空气电池可以保证汽车具有良好的巡航里程，因此该Phinergy铝-空气电池是最有可能替代传统汽油实现零排放无污染的新能源。”

Phinergy公司表示已开发出一种金属铝负极专有生产工艺，该工艺可以提高金属铝的能量利用，并降低不必要的化学反应能量消耗。Phinergy公司还开发了一套先进的电池管理系统，其目的是为了提高电池的能量利用。

Phinergy公司表示，Phinergy铝-空气电池的空气正极配备有专用的银基催化剂，采用了独特的创新结构，该结构可以使氧气顺利通过，而将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构，Phinergy铝-空气电池的空气正极可以有效避免电极的碳化问题，其工作寿命也因此可以达到数千小时。

Phinergy铝-空气电池工作时，其内部的金属铝反应变为氢氧化铝。而氢氧化铝可以经过铝厂加工进行回收利用，这样便能实现可持续利用。

据Phinergy公司介绍，Phinergy铝-空气电池中共包含50块铝板，每块铝板所产生的能量都可单独驱动汽车行驶20英里，因此整个Phinergy铝-空气电池续航里程可以达到1 000英里 (约合1 600千米)。目前，Phinergy铝-空气电池已经成功集成应用到了电动汽车展示中。

除应用于电动汽车行业外，Phinergy表示其金属-空气电池还可以应用于固定能源应用，如医院、数据中心用商业应急发电机、通用发电机以及可移动房屋、无人驾驶汽车等等。由于Phinergy铝-空气电池还具有可持续、高能量密度等特点，可以作为第一能源使用。根据联合开发协议，Phinergy公司正在和美国铝业公司合作开发以上应用技术。参与该项目的美国铝业公司事业部位于彼得堡郊外的美国铝业技术中心，该技术中心是世界上最大的轻金属研究机构。

2014中国锂电新能源展即将在深圳会展中心隆重举办

作为第二届中国电子信息博览会(CITE)的专题展，第四届中国锂电新能源展(CNEF)将于2014年4月10-12日在深圳会展中心隆重举办。

中国锂电新能源展是国家工信部、深圳市人民政府联合主办的国家级锂电展示平台，已经在深圳会展中心成功举办了三届，与中国电子展、中国消费电子展、深圳光电显示周、中国（国际）彩电节共同组成了亚洲最大的中国电子信息博览会。2014年的锂电新能源展，整个展览面积达10万平方米，预计展商1 500家，观众10万人次。展示范围涵括各类新型电池、计算机、通信、消费类电子、数字家庭、物联网、云计算、移动互联网、下一代网络、新型显示、高端集成电路、各类元器件、信息系统及应用领域，覆盖电子信息产业全产业链，是目前亚洲规模最大的综合电子信息展览。

中国锂电新能源展使用深圳会展中心的7、8号馆，与其他5个专题展相对独立。这种模式既分享了10万平方米的展示平台、1 500家的展商、10万人次的观众，又集中展示了锂电类产品和技术；同时又与其他5个专题展、1 500家展商在产品上形成了上下游的关系，覆盖电子信息全产业链。这种既综合又专一的模式所产生的优势是任何单一模式展所不能比的。

2014第三届中国（国际）锂电新能源高峰论坛是中国锂电新能源展上不可错过的环节。在此次高峰论坛上，专家、学者将围绕锂电池的商业模式、特斯拉电池汽车的启示进行思想的交锋与观点的辩论，给与会者带来全新视野。

2013年第一届中国电子信息博览会给展商提供了优质的展示平台和最具价值的产业交流机会。与去年相比，第二届中国电子信息博览会(CITE 2014)将继续为展商与合作伙伴打造最具价值的产业交流平台，举办电子信息博览会高峰论坛、CITE创新奖评选活动以及多角度广覆盖的行业交流活动，以“促进信息消费，引领产业转型”为主题，专注于信息消费领域，展示电子信息全产业链。