3D纳米材料用于燃料电池生产

2013-02-22 19:24:39来源: 互联网

    由美国政府组织的一批专家将合作探究3D纳米材料的前景,当然美国国防部掌管的各类研究所将会在五年内拨款七百万美元以支持这项计划的顺利实施。

    这个团队非常强大,有来自五所大学、两个政府研究所和一家私人企业的若干科学家构成,他们目的在于能够制造出有多种用途的新型材料。这种材料可以用于高效能电池,超级电容器,燃料电池和氢气储存装置,这些可以帮助轻量化超音速喷气机的隔热涂层,实现航空航天需要的多功能材料以及很多其他的应用。

    拨款来自于空军科学研究办公室,来自空军研发实验室的Ajit Roy是项目技术咨询委员会的负责人。经过理论知识的学习和大量电脑模拟的证明,来自赖特帕特森空军基地的Roy和其他地方的同事们看到3D碳素管纳米材料成为现实的前景一片大好,但是至今为止没人能够成功的控制和实现碳分子重复连接的性能,来自美国凯斯西保留地大学的大分子工程学教授Liming Dai在一次项目公开声明中如此说到。Dai还是碳研究工程学中心的总监,更是这次拨款的直接受益者,还强调:“这个项目需要多所学校之间的合作。”

    Dai所在的研究中心位于大西洋能量研究所的大分子工程学研发部,此研究中心将同前沿材料研究所和凯斯工程学院一起一起研发相关技术,以求成功构建碳纳米管和纳米空隙结构下的单层分子石墨层。这些碳纳米材料在三维空间下有超强的导电导热性和其他一些有两性能。

    一些相关的大学解释说他们的团队计划着构建碳纳米管和单层石墨交互形成的三维网络,因为它性能优越。碳纳米管是由型碳分子单向滚动形成的,导电性极强且导电方向唯一,而单层石墨仅为一个碳分子的厚度,在分子层的两面导电性都很强,但电流方向相反。

    普渡大学机械工程学的教授Timothy Fisher 和 Xiulin Ruan将通过实验进行研究,然后提出预测性的热传导纳米材料模型,最后还要研究开发和塑造三维纳米材料的方法。

    由硼碳氮三种元素构成的纳米管和纳米层制造出的纳米材料在有序性方面要求要比碳纳米材料低很多,据说在高温条件下表现更为出色,比如用此纳米材料制造的喷气机翼可以曾受五倍声速下的高温,而且可以在热耗散、机械材料和声音阻尼方面进行应用。

    “两种结构都是有孔隙的,因此密度很小,这对于航空航天材料是再好不过的。跟其他材料相比,在相同的体积下,纳米材料有着更大的表面积,这是十分有利于能量的储存的。”Dai说到。

    来自北德克萨斯大学材料工程学的教授Zhenhai Xia将带领团队,通过大量的多尺度电脑模拟对纳米材料进行研发。另外来自凯斯西储大学化学工程的教授Chung-Chiun Liu将会研究纳米材料的电化学特性,还有机械与航空航天工程学教授Vikas Prakash将会研究纳米材料的机械特性和纳米结构中的热传导、电传导特性。他还会探索如何利用纳米材料在电热传递相一致时的机械应变。

    根据凯斯西储大学的说法,一旦最基础的材料被制造出来,人们就会根据自己的需要把其它材料与之混合,实现特种需求。

    来自乔治亚理工大学材料工程学的教授Zhong Lin Wang将把锌氧化物掺入纳米材料中,并在特定波长的光线下照射、机械冲击或其它刺激的作用下,来促使纳米材料的结构和性能发生改变。

    有机合成及先进材料实验室的总监Quan Li将会继续他的专长,研发液晶多方面的特性。来自赖特帕特森空军基地、西北太平洋国家实验室和克利夫兰GrafTech公司的研究人员们也将为项目的顺利进行做出应有的贡献。

关键字:生产

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/0222/article_6797.html
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