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在过去的几十年中,科学和工程公司一直在寻求发展新的和改进类型的能源技术,有能力改善世界各地的生活。为了使下一次飞跃从目前一代的技术,科学家和工程师们已经开发能源应用纳米技术。纳米技术,提出了一种新的领域,在科学技术,包括组件小于100奈米。为标准,一个单一的病毒粒子是大约100奈米宽。
一个重要的分支学科的纳米技术相关的能量是奈米制造的。奈米制造的过程中设计和制造设备的奈米。小于100奈米制造设备的许多门打开,为开发新方法来捕捉、存储、传输能量。内在的控制水平,奈米制造的能给科学家和工程师将在提供解决很多问题,世界正面临着今天的电流产生的相关的能源技术。
人们在科学和工程已经开始发展的方式利用奈米科技发展的消费品。从好处的设计已观察到这些产品都是我们的效率增加了发光发热,增加了电容量和减少污染物的总量从使用的能源。诸如此类的利益使资本的投入在纳米技术的研究与开发作为头等大事。
消费品,
最近,以前建立和全新的公司,如BetaBatt有限公司和Oxane集中在纳米材料作为一种方法来开发和改进老方法捕捉、转让、储存能量的消费产品的开发。
ConsERV、产品开发、利用递解析公司纳米聚合物膜上,提高工作效率的供暖和冷却系统,已经被证明是一个有利可图的设计。配置的聚合物膜是专门为这个应用程序通过选择性的工程大小的孔膜,防止空气通过,同时让水分穿过细胞膜。聚合物膜可以被设计为选择性地让粒子的大小和形状,防止其他人可以通过不同的维度。这使得一个功能强大的工具,可以用于消费产品,从生物武器保护工业化学物质分离。
纽约的一家公司,叫做应用NanoWorks已经发展了一个消费产品,采用LED产生光。led发光二极管或使用只有10%的能量,一个典型的白炽灯泡的使用,或荧光通常持续更长时间,使他们能够取代传统灯泡。虽然LED已存在数十年来,本公司和其他类似的东西已经开发了特殊变体叫做白光LED灯。白光led组成,半有机层只有大约100奈米的距离,在两个电极,创造一种阳极和阴极。当电压到系统、光时产生的电流通过这两个有机层。这被称为electroluminescence。半导体特性是什么让有机层的少量必要的能量产生光。在传统的灯泡,金属丝是用来产生光在电费的灯丝。用金属产生大量的热,因此会降低效率。
对于长效电池的研究一直持续多年的过程。研究人员已经开始利用纳米技术对电池technology. mPhase集聚和贝尔实验室用罗格斯大学一直用纳米材料的行为改变的表面润湿性液体电池中的谎言来传播液滴在更大范围内表面上,因此有较大的控制权的运动的液滴。这给更多的控制权交给设计师的电池。这种控制防止反应在电池电解液分离了从阳极和阴极当电池使用和加入他们当电池需要使用。
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最近的经济benefitsThe走上使用纳米技术的捕捉、转让、储存能量已经并将继续有许多正面的影响。纳米材料的管理,提供对科学家和工程师的消费产品中是最重要的一个方面的纳米技术。这允许一个提高效率的产品。
一个主要的问题与现行的能量产生损失的效率产生的热能作为副产品的过程。这是一个常见的例子所产生的热量内燃机。内燃机失去了大约36%的能量从汽油,改善这可能就有一个显著的经济影响。然而,提高内燃机在这方面已被证明是非常困难的不牺牲性能。提高燃料电池的效率,通过使用纳米技术似乎更可信的利用分子剪裁催化剂、聚合物膜、提高燃料贮存。
为了使燃料电池的操作,特别是noble-metal催化剂的氢变种,(通常是非常昂贵,白金)是需要单独的电子从质子的氢原子。然而,这种类型的催化剂是极其敏感的一氧化碳的反应。为了解决这个问题,醇类或碳氢化合物用于降低化合物的一氧化碳浓度的系统。这增加了一个额外的费用。采用纳米技术,催化剂可通过奈米制造的,更能抵抗一氧化碳中毒反应,以提高效率的过程中,可以设计出更便宜的材料与另外节省成本。
燃料电池,目前用于运输需要快速启动阶段的实用性。这个过程中设置了很多的传统聚合物电解质膜,减少了生命的膜频繁更换。采用纳米技术,工程师们有能力创造一个更耐用的聚合物膜、处理这个问题。纳米聚合物膜也更高效离子电导率。这提高了效率,减少了系统之间的时间,从而降低成本的替代品。
另一个问题是当代燃料电池的存储的燃料。在这个案例中,存储氢燃料电池在气态氢液体状态,而不是提高效率的5%。然而,材料,现在我们已经为我们提供显著限制燃料贮存由于低应力宽容和成本。科学家们已经想出一个问题的答案用纳米多孔聚苯乙烯材料(这是相对便宜的材料),当超冷却到-196oC,自然地坚持氢原子和加热后再释放氢气使用。 |
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