纳米材料在能源方面的应用

纳米材料在能源方面的应用摘要：现今的能源问题已经迫在眉睫，各国也在开发新能源，力求解决能源危机。本文只是浅谈纳米材料在能源方面的一些应用，并且做了些简单的设想。关键词：能源问题，纳米材料，太阳能电池随着经济的发展，能源的需求与日俱增。如今能源结构还是以石油为主。但经过几十年的开发，石油的存储量不断在减少。据统计世界石油还可以在用50年。所以找寻替代能源已经迫在眉睫。在新能源的开发中,太阳能电池，、燃料电池，、氢能，热电和热能的综合利用已成为研发的重点。在这些新能源中，纳米材料和技术体现出了优越的性能。下面让我们谈谈在太阳能方面，纳米材料应用。1．纳米减反射薄膜玻璃表面减反射薄膜可用于对太阳能光热、太阳电池组件的玻璃盖板的减反增透，提高太阳能利用率，也可用于商店、展厅玻璃橱窗和汽车玻璃，降低反射光对人眼的干扰，提高舒适度。我们采用溶胶．凝胶法制备了多孔的si02薄膜和Tioz—si02复合薄膜用于对玻璃衬底的减反增透。2．太阳光谱选择性吸收薄膜采用磁控溅射的方法制备具有纳米结构的光谱选择性吸收薄膜，以铜为基片，采用Ni—cr合金靶材，在真空镀膜室中通入N2和02，靶材原子溅射出来的过程中与N2和02发生反应后，生成的NiCrNxOY沉积在高反射率衬底cu上，其上再溅射一层减反射膜。经测试其太阳光谱吸收率0．9，发射率较低(o．2)。研究光谱选择性薄膜一方面是为提高光热转换的效率制造更好的太阳能集热器准备必要的条件，另一方是考虑把这种光谱选择性薄膜进行表面着色，使之有装饰效应，可用于作为功能建筑材料使用。目前验室开展的TiNxOy薄膜研究也取得了较好的实验果。3．纳米硅薄膜太阳电池材料纳米Ti02染料敏化太阳电池是近年来太阳电池研究的一个热点课题，对此国内外研究机构开展了大量的研究工作，并力争向产业化推进。如果获得成功，将对太阳能光电利用具有极大的推进作用。我们国内开展了颗粒硅带为衬底的多晶硅薄膜太阳电池研究，主要是考虑到目前的单晶硅和多晶硅太阳电池由于其昂贵的造价而无法得到大面积推广应用。目前国内外正在开展纳米硅薄膜太阳电池研究和开发，这是由于纳米硅薄膜电池所使用的高纯硅远较单晶硅少，又无非晶硅电池的效率衰退问题。开发纳米硅薄膜太阳电池的关键技术是发展低价、性能优良的硅衬底材料。通过特定的加热方式使硅粉表面熔化形成颗粒硅带可作为衬底材料。在硅颗粒带上可通过化学气相成沉积制纳米硅薄膜作为太阳电池活性层。当然纳米技术在氢能方面也由非常好的应用前景。日本学者发现了YI-$电极能使水分解产生氢气的现象，揭示了利用太阳能分解水制氢的可能性。现今，光解水的途径有：1·光电化学池法；2·光辅助络合催化法；3·半导体催化法。但由于转化效率以及速度的问题并没有得到广泛的应用。我们知道当物质处于纳米级别的时候，其性能有很大的改观。设想利用纳米术开发出类似于活性酶的活性水催化剂。使水的活大大提高,从而提高水分解的效率。参考文献（1）沈辉邓幼俊刘勇。纳米材料在能源技术中的用与发展（期刊论文）（2）袁丽秋，YUANLiqiu.化学教育。2006,27(5)3）张立德。中国颗粒学会超微颗粒专业委员会第五届年会暨海峡两岸纳米学术研讨会（能源环境领域应用纳米材料的新动向）（3）李树本.太阳能，1999，（4）：30-31（4）王艳辉;吴迪镛;迟建氢能及制氢的应用技术现及发展趋势[期刊论文]-化工进展2001(01)（5）何宇亮(南京大学物理系上海交通大学太阳能研究所)。纳米硅薄膜及有关纳米技术在太阳电池领域中的特殊作用