非过渡金属的应用.ppt

第一页，共十页，2022年，8月28日 内容概要 一、锌空气电池的应用与发展 二、砷化镓--高效率的太阳电池 三、纳米氧化锌的应用 四、氧化铝的多种变体 五、阻燃剂--纳米超细氧化铋 第二页，共十页，2022年，8月28日 一、锌空气电池的应用与发展 原理： ①中性锌空气电池： 2Zn+4NH4Cl+O2→2Zn(NH3)2Cl2+2H2O ②纽扣式锌空气电池 ③低功率大荷电量的锌空气湿电池 ④高功率锌空气电池 2Zn+4NH4Cl+O2→2Zn(NH3)2Cl2+2H2O 性能特征和用途 ： 电池的荷电量一般比同体积的锌锰电池大 3倍以上。大型锌空气电池的电荷量一般在 500～2000Ah，主要用于铁路和航海灯标装置上。纽扣形锌空气电池的电荷量在200～400mAh，已广泛用于助听器中。 第三页，共十页，2022年，8月28日 锌电池的现状与发展方向 现状：“空气电池”以它技术的先进性足以表明是电动车最理想的动力电源。具体特点如下：?a.??属再生能源；b.??利用空气作为能源；c.??无需充电；d.??容量大； 发展：就室内设备市场而言，便携式轻便装置（包括视频和GPS）已越来越被人们所采用，它们表现出耗电大的特征，标准电池要面对这样的需求时就会有问题，它们与电能的需求还不同步。为了挤进这一市场，并赢得一席之地，锌—空气电池必须具有再充电能力，新型电池的开发工作仍在进行之中。 第四页，共十页，2022年，8月28日 二、砷化镓--高效率的太阳电池 GaAs的特点与性能：黑灰色固体，熔点1238℃。它在600℃以下，能在空气中稳定存在，并且不为非氧化性的酸侵蚀。砷化镓可作半导体材料，其电子迁移率高、介电常数小，能引入深能级杂质、电子有效质量小，能带结构特殊，可作磊晶片。 GaAs的应用：由于传送讯号的射频元件需要工作频率高、低功率消耗、低杂讯等特色，而砷化镓本身具有光电特性与高速，因此砷化镓多用於光电元件和高频通讯用元件。砷化镓可应用在WLAN、WLL、光纤通讯、卫星通讯、LMDS、VSAT等微波通讯上。 第五页，共十页，2022年，8月28日 空间太阳电池主要性能—电池效率 ◎ 25℃，AM0条件下太阳电池效率电池类型??面积（cm2） 效率（%） 电池结构一般Si太阳电池 64cm2? ?14.6? ?单结太阳电池先进Si太阳电池??4cm2? ?20.8? ?单结太阳电池GaAs太阳电池??? 4cm2? ?21.8? ?单结太阳电池InP太阳电池? ???4cm2? ?19.9? ?单结太阳电池GaInP/GaAs???? ?4cm2? ?26.9? ?单片叠层双结太阳电池GaInP/GaAs/Ge? ?4cm2? ?25.5? ?单片叠层双结太阳电池GaInP/GaAs/Ge? ?4cm2? ?27.0? ?单片叠层三结太阳电池◎ 聚光电池GaAs太阳电池??? 0.07? ?24.6? ?100XGaInP/GaAs???? ?0.25? ?26.4? ?50X，单片叠层双结太阳电池GaAs/GaSb?????? 0.05? ?30.5? ?100X，机械堆叠太阳电池 问题提出：为什么GaAs的光转化效率大于硅？ 第六页，共十页，2022年，8月28日 三、纳米氧化锌的应用 纳米氧化锌的主要性质 ： 1、表面效应：伴随着粒径的减小，表面原子数的迅速增加，纳米粒子的表面积、表面能都迅速增大。表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很大的化学活性。伴随表面能的增加，其颗粒的表面原子数增多，表面原子数与颗粒的总原子数的比值增大，于是便产生了“表面效应”，即“表面能”与“体积能”的区分就失去了意义，使其表面与内部的晶格振动产生了显著变化，导致纳米材料具有许多奇特的性能。 2、体积效应 ： 纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化剂及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化，这就是纳米粒子的体积效应，这种体积效应为实际应用开拓了广阔的新领域 纳米氧化锌的应用： 纳米氧化锌在橡胶轮胎中的应用 第七页，共十页，2022年，8月28日