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中国交付5000只7500法拉世界最大功率超级电容体 中新网长沙9月12日电(颜常青)手机充电仅需2秒钟、储能式轻轨列车充电仅需20余秒钟就能满足正常运用,这就是超级电容的神奇功能。如今,中国人已牢牢占据这一世界前沿技术的高地。 9月12日,从中国南车株洲电力机车有限公司传来消息,其旗下宁波南车新能源科技有限公司自主研制的世界最大功率超级电容单体(7500F)成功实现了批量生产,首批5000只7500F超级电容产品已交付用户。何为超级电容?中国工程院院士、中国南车株机公司专家委员会主任刘友梅介绍,通俗地讲就是第三代储能装置,第一代为机械式储能,如飞轮、发条等;第二代为化学式储能,如铅酸蓄电池、镍氢电池、锂电池等;而第三代就是以超级电容为代表的物理式储能装置。 “充电次数10000次以内、充电时间长达数小时、存在爆炸与污染环境的风险”VS “100万次、数十秒、无污染以及爆炸风险”。中国南车株机公司技术中心副总监、宁波超级电容研究所所长阮殿波用一组对比形象地展示了超级电容较之传统化学能电池的优势。据阮殿波透露,其可广泛运用于消费电子、轨道交通、城市公交系统、国防与航天、起重机械势能回收、发电与智能电网等领域。阮殿波举例说,比如目前港口的起重吊机,其一次吊起上百吨的货柜要消耗大量的电能,而其在落下时的能量基本被电阻装置等消耗掉,如果采用超级电容进行势能转换电能的回收,约可实现高达80%的电能回收再利用,其绿色、节能、环保的成效相当突出。正是鉴于超级电容卓越的绿色、节能、环保优势,近年来,韩国、美国、日本等国就超级电容已开展了大量研究工作,目前全球已有十几家超级电容器生产商,可以提供多种类的超级电容产品。 中国从上世纪90年代开始研制超级电容,近年来以中国南车为代表的企业在超级电容的结构设计、材料制备、器件加工、系统集成等领域取得了系列发明和创新,并拥有自主知识产权,突破了若干制约超级电容技术发展的关键瓶颈,打破了国外技术封锁,使中国成为世界上少数具有大功率超级电容研发能力的国家。目前,国内多个城市正与中国南车株机公司开展沟通与交流,开发运用以超级电容为主动力源的100%低地板有轨电车、城市公交车辆等绿色智能产品。鉴于超级电容的应用价值,由中国南车株机公司牵头,中国科学院青岛生物能源与过程研究所、中国工程物理研究院化工材料研究所、南京理工大学等单位共同参与的“高比能、低成本的新型超级电容器关键技术研究”,作为高性能化学储能电池及示范电站关键技术研究主题项目的子课题,参与国家“863”计划。
计算机换代:中国首现量子反常霍尔效应 打开诺贝尔奖的富矿 本报讯 来自清华大学、中科院物理所的科学家团队首次实验观测到了“量子反常霍尔效应”。这一成果昨天在美国《科学》杂志发表。这一发现可被用于发展新一代低能耗晶体管和电子学器件,进而推动信息技术的进步。此前,整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应的发现者都分别获得了诺贝尔物理奖,而量子反常霍尔效应被认为可能是霍尔效应家族的最后一个重要成员。 2010年,中科院物理所的方忠、戴希理论团队与拓扑绝缘体理论的开创者之一、斯坦福大学的张首晟等合作,提出了实现量子反常霍尔效应的最佳体系。由清华大学的薛其坤、王亚愚、陈曦、贾金锋研究组,与中科院物理所的马旭村、何珂、王立莉研究组及吕力研究组组成的实验攻关团队与之合作,开始向量子反常霍尔效应的实验实现发起冲击。经过近3年努力,终于发现在一定的外加栅极电压范围内,此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2~ 25800欧姆。一位团队成员科学家告诉记者,他们的实验历经坎坷:首先他们生长了超过1000个样品,使之长出一层几纳米厚的薄膜,然后再掺进去铬离子,还要实现一个有序的铁磁状态,最终在极低温的装置上进行测量。据了解,由于量子反常霍尔效应的重大意义,近年来,美国、德国、日本的科学家都在做同样的事,竞争非常激烈。“依靠我们的优秀理论基础、艰苦实验、团结合作和百折不挠,我们走在了前面。”这位科学家向记者透露,昨天成果在《科学》杂志上发表后,已经有外国科学家向他们的中国同行表达了祝贺。至于这些中国科学家的自我庆祝方式,“就是彼此发了祝贺的电子邮件”。量子反常霍尔效应之所以如此重要,是因为这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊作用,无需高强磁场,就可以制备低能耗的高速电子器件,例如极低能耗的芯片——这意味着计算机未来可能更新换代。
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