新能源材料一周纵览050期
20160411-20160417

本期导读：生物太阳能电池的突破；隔膜+电解液=；高灵敏度的自供电智能皮肤；提高光-电转换的新办法：量子点；磷烯固材助力锂硫电池；强强联合：DNA与纳米示踪剂合力寻找清洁能源；提高钙钛矿型太阳能电池能量转换效率新方法；咕咚来了，咕咚来了！

1、生物太阳能电池的突破
Researchers generate clean energy using bacteria-powered solar panel

生物太阳能电池利用特定细菌的光合作用和新陈代谢发电，宾汉顿大学的研究员们首次将九块生物燃料电池连接成一个电路板，功率达到5.59微瓦。这一电路板可以连续供电60小时，虽然功率较低，但是可以应用于那些需要长期运转的、体积较小的无线设备上。

2、隔膜+电解液=
Battery components can take the heat

莱斯大学的研究人员推出了一种具有隔膜和电解液性能的复合材料。由这种复合材料制成的锂离子电池在150℃高温条件下连续工作一个月，效率的损失可以忽略不计。这种复合材料的关键部分六方氮化硼(h-BN)，导热和绝缘性能都很好，并且具有很好的热稳定性，而这对电池的性能有非常重要的影响。

3、高灵敏度的自供电智能皮肤
Robots could get touchy with self-powered smart skin

智能合成皮肤拥有触摸和感知周围环境的的能力，但是如何用较低的成本为其供能，并使其具备很高的灵敏度，一直困扰着科学家们。研究人员制作了一个由四电极的银纳米线和超薄塑料膜构成的智能皮肤。它应用了最新的纳米自供电技术所以不需要外部电源，并使用了一个能够将机械能转换成电流的组件。皮肤能够根据对电流的分析做出反应，因此具有非常高的灵敏度。

4、提高光-电转换效率的新办法：量子点
Quantum dots enhance light-to-current conversion

光捕获和光感测装置的制作需要一种能够有效地吸收光能并且还能将光能高效地转换为电流的材料。为此科学家提出一个新办法：将具有优良捕光性能的量子点和分层可调电导率的二硫化锡半导体结合（量子点，又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒）。这种混合材料通过量子点对光的吸收和能量在二硫化锡中的转移表现出了较高的光捕获特性。

5、磷烯固材助力锂硫电池
Phosphorene as a promising anchoring material for lithium-sulfur batteries

锂硫电池，作为锂离子电池的替代品，已被广泛地研究。然而，容量衰落快，库仑效率低，和活性物质损失阻碍了锂电池的大规模商业应用。研究表明，解决此问题的方法是在主体材料上捕获锂聚硫（li2sx）。波多黎各大学化学系教授陈中方和其团队，利用磷烯作为基体材料，来固定锂硫。磷烯是单原子层的黑磷，具有独特的折叠结构，优异的物理和机械性能，可以使锂聚硫很好地吸附在上面，从而避免其溶解到电解液中。

相关研究成果已发表在Journal of Materials Chemistry A上。

6、强强联合：DNA与纳米示踪剂合力寻找清洁能源
Stanford scientists use DNA to investigate cleaner energy sources

地热能是地球的热量，热量通过不规则的裂缝或断口流动，所以地热工程师必须详细了解地质和这些断口的位置和方向。目前，尽管地震成像、示踪试验以及其他成像和传感技术有所进展，油藏裂缝网络仍然不清楚。斯坦福大学能源与环境科学的研究人员，类比医学体内成像技术，利用地热纳米示踪法，在纳米二氧化硅粒子和二氧化硅壳层之间嵌入DNA，能更好的绘制地下热源。并且纳米粒子耐高温，因此DNA嵌入纳米示踪剂可以成为一个强大的工具，有助于实现全球地热能源利用。

7、提高钙钛矿型太阳能电池能量转换效率新方法
Engineers develop solar cells with highest power conversion efficiency

钙钛矿型太阳能电池以其优异的光电性能成为可持续发电研究的一个课题，研究者们通过寻找新的方法来提高其能量转换效率。最近，电子信息工程部的研究小组，利用创新方法，取得转换效率之最这一世界纪录。首先，研究小组发现一种化学工艺，减少了由钙钛矿缺陷产生的影响。其次，制造氧化钼/金/钼层，并优化其厚度，使光线顺利进入钙钛矿层。最后，通过模仿花瓣的表面形貌，利于顶层捕获到更多的光。

8、咕咚来了，咕咚来了！
First-ever videos show how heat moves through materials at the nanoscale and speed of sound

还记得小时候听过的关于“咕咚”的故事吗？木瓜在水里激起涟漪，发出新奇的声音。如今，科学家通过超快电子扫描显微镜成功地在纳米尺度观察到了热量的运动图像，热量就像是木瓜激起的涟漪一样在物体中传播，每皮秒（1秒的一千万亿分之一）可以传播六纳米（10亿分之六米）的距离。这项研究将有助于科学家寻找到可以在原子层面控制热量散失的方法，并最后实现能量的高效利用。

相关研究成果已发表在Nature Communications上。