效率高达32.57％！美国科学家研制出一种III-V太阳能电池

中新社北京9月12日电(记者 闫晓虹) 中国国家电网12日晚间透露，美国当地时间9月11日，中国国家电网所属国网能源研究院与美国国家可再生能源实验室在丹佛签署战略合作协议。

中国国家电网董事长刘振亚、美国能源部有关负责人、美国国家可再生能源实验室丹。阿维祖院长，出席签字仪式。

刘振亚在致辞中充分肯定了美国国家可再生能源实验室在清洁能源技术创新方面所作的工作。刘振亚指出，世界能源发展正面临资源紧张、环境污染、气候变化等严峻挑战，严重威胁人类生存和发展。解决世界能源问题，必须转变过度依赖化石能源的发展方式，加快实施“两个替代”、构建全球能源互联网，实现可再生能源大规模开发和高效配置与利用，从根本上解决能源安全和生态环境问题。刘振亚希望，双方发挥各自优势，在技术研究、标准制定、市场分析、政策咨询、并网运行等方面加强合作，共同推动全球能源互联网发展和可再生能源开发利用，促进中美能源合作再上新水平，为实现世界能源和人类社会可持续发展作出积极贡献。

丹。阿维祖在致辞中，对中国国家电网在特高压、智能电网、可再生能源发展方面取得的成就表示钦佩，对全球能源互联网构想高度赞同。希望双方以此次合作为契机，为深化中美能源合作、共同推动全球能源互联网创新发展、实现世界能源可持续发展贡献力量。

国网能源研究院院长张运洲和美国国家可再生能源实验室院长丹。阿维祖分别代表双方签署了合作协议。

美国国家可再生能源实验室成立于1974年，拥有1500多人的研发团队和近700名来自世界各国的交流人员，拥有世界一流的太阳能、风能、储能等领域的科研设施，在全球可再生能源研究领域具有广泛影响力。

能源部是美联邦政府在基础科学研究方面最主要的管理和资助机构，下设24个国家实验室和技术中心，如世界一流的橡树岭国家实验室、阿贡国家实验室、洛斯·阿拉莫斯国家实验室，托马斯·杰弗逊国家加速器试验设施等都归能源部管辖，超过3万名科学家在这些实验室和技术中心从事前沿研究，重点领域主要包括高能物理、核科学、等离子体科学、计算科学、材料科学，以及生物、化学、环境科学等。这些国家实验室在高能物理、核科学、等离子体科学、计算科学等领域的研究代表着当今世界最高水平。它们是： 阿姆斯国家实验室（Ames Laboratory）； 阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）； 布鲁克黑文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）； 费米国家加速器实验室（The Fermi National Accelerator Laboratory）； 爱达荷国家工程和环境实验室（Idaho National Laboratory）； 劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）； 劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）； 洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）； 国家能源技术实验室（National Energy Technology Laboratory）； 国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）； 新布伦士威克实验室（New Brunswick Laboratory）； 橡树岭科学与教育研究所（Oak Ridge Institute for Science and Education）； 美国橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）； 西北太平洋国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory）； 普林斯顿等离子物理学实验室（Princeton Plasma Physics Laboratory）； 放射与环境科学实验室（Radiological and Environmental Sciences Laboratory）； 桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）； 桑迪亚河生态实验室（Savannah River Ecology Laboratory）； 萨瓦纳河国家实验室（Savannah River National Laboratory）； 美国国家加速器实验室（Stanford Linear Accelerator Center）； 托马斯·杰斐逊国家加速器实验室（Thomas Jefferson National Accelerator Facility）。 历任部长名单任届 部长 任期开始 任期结束 时任总统 1 施莱辛格 1977年8月6日 1979年8月23日 吉米·卡特（Jimmy Carter） 2 小查尔斯·邓肯， 1979年8月24日 1981年1月20日 3 詹姆斯·B·爱德华兹 1981年1月23日 1982年11月5日 罗纳德·里根 4 唐纳德·保罗·霍德尔 1982年11月5日 1985年2月7日 5 约翰·S·赫林顿 1985年2月7日 1989年1月20日 6 詹姆斯·D·沃特金斯 1989年3月1日 1993年1月20日 乔治·H·W·布什 7 淡褐色R.奥利里 1993年1月22日 1997年1月20日 比尔·克林顿 8 费德里科·F.佩尼亚 1997年3月12日 1998年6月30日 9 比尔·理查森 1998年8月18日 2001年1月20日 10 斯潘塞·亚伯拉罕 2001年1月20日 2005年1月31日 乔治·W·布什 11 塞缪尔·W·博德曼 2005年2月1日 2009年1月20日 12 朱棣文 2009年1月21日 2013年5月16日奥巴马 13欧内斯特·莫尼兹2013年5月16日现任奥巴马

洛斯阿拉莫斯国家实验室（英语：Los Alamos National Laboratory，LANL；前称Y计划、洛斯阿拉莫斯实验室和洛斯阿拉莫斯科学实验室）是美国承担核子武器设计工作的两个实验室之一。另一个是劳伦斯利弗莫尔国家实验室（始于1952年）。该国家实验室位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯，隶属美国能源部，管理和运行则归洛斯阿拉莫斯国家安全会（LANS）负责。洛斯阿拉莫斯国家实验室是世界上最大的科学和技术研究机构之一，它在国家安全、太空探索、 可再生能源、医药、纳米技术和超级计算机等多个学科领域开展研究。

2.运输难：因为氢气属于易燃物，容易发生爆炸，密度很小

解决 ：一.寻找制取氢气的新方法，如：

1.用氧化亚铜作催化剂从水中制取氢气。

2.用新型的钼的化合物从水中制取氢气。

3.用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。

4.陶瓷跟水反应制取氢气。

5.从微生物中提取的酶制氢气。

6.用细菌制取氢气

7.用绿藻生产氢气

8.利用太阳能从生物质和水中制取氢气。（利用太阳能从生物质和水中制取氢气是最佳的制取氢气的方法。理由是太阳能能量巨大、取之不尽、用之不竭、而且清洁、无污染、）

二.包装方式：氢气拖车/瓶组/钢瓶

运输方式：氢的贮运有四种方式可供选择，即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。目前，实际应用的只有前三种，微球贮运方式尚在研究中。

另外，我们在化学课上还学到用碳纳米管，碳60贮存氢气

氢能及燃料电池系列

我们一同来了解下氢的存储、运输和转化。

氢气的存储

通常制得的氢气，有三种储存途径。

一种是将制得的通过压缩机压缩，存储在中低压压力等级的储氢罐，

当制得的氢气量足够大时，可以利用现有的地下洞穴或天然气气穴存储，地下储存的氢气压力水平范围为2MPa至18MPa；

若设备允许，可将制得的氢气，通过低温液化，储存到低温液态储氢罐，其储氢量相比压缩储氢要大很多，同等空间的情况下，若压缩储氢提供氢储量100千瓦时（kWh），低温液态存储储氢量可以达100GWh。

对于压缩氢气储氢，压缩机是储氢的关键技术。美国国家可再生能源实验室（NREL）最近的一项研究表明，因为高压（如FCEV车载存储所需70MPa）的设备需求量比较少产量少，所以压缩技术的数据非常稀少，压缩所需的能量需求在不同技术中相差十倍。

压缩储氢由于其有限的能量密度而具有高成本；低温罐由于蒸发损失只能在有限的时间内保持要求的压强水平。

加压和低温氢存储之间的中间解决方案是低温压缩氢。在这种情况下，液化氢被填充到罐中，与普通低温储存（约2至4MPa）相比，低温压缩氢所需的氢气燃烧压力条件要高得多（高达35MPa）。这使得低温压缩储氢能够储存更长的时间。

在未来，将氢存储在金属氢化物或碳纳米结构中是实现高能量密度的有前途的技术选择。虽然金属氢化物已经处于示范阶段，但仍需要进行基础研究以更好地了解碳纳米结构的潜力。

氢气的运输

氢气的运输通常根据储氢状态的不同和运输量的不同而不同，下图展示了氢气的各种运输方式。

气态压缩氢气

通常气态氢由卡车(长管拖车)运输，通常运输压力为20-50Mpa。

液态氢

由于液态氢的能量密度高于气态氢的能量密度，因此值得在长距离输送大量氢气，然而液化过程耗能较多，需要消耗运输的氢的能量的30%，相当于每运输1kg氢气消耗7-10 kWh能量。由于冷氢与环境温度之间存在较大的温差，因此对所用材料和绝缘有很高的要求。通常，液态氢运输适用距离应该超过400-1000km，并且运输温度应该保持在-253°C左右。

管道运输

管道运输可以长距离运输大量氢气，在工业领域特别有利。但建设管道网络的成本昂贵，尤其是在城市区域搭建网管需要考虑的因素太多。若是氢气输送的需求网络密集，则建设氢管道网络非常有利。

下图描述了氢输送成本对质量流量和运输距离的依赖性。可以看出，每天的运输量为70吨时，管道运输是最便宜的运输方式。液态氢的运输得到回报，每日运输量为10吨，运输距离超过200公里时，液态氢的运输最具优势。每天销售量低于10吨，拖车运输气态氢是最便宜的。

氢输送成本与质量流量和运输距离的关系图

[G表示气态氢运输,L表示液态氢运输, P表示管道运输气态氢]

目前，氢气作为燃料与天然气相比还没有足够规模的基础设施。关键问题是氢气是否需要这种规模的基础设施，以及在何种程度上利用已经存在的基础设施。

大规模使用氢气，需要运输和配送基础设施，将氢气生产场地与用户连接起来。如果从小规模应用逐步发展，在早期阶段用卡车或轮船运输就足够了。在大规模应用的情况下，通过管道基础设施进行运输将是一个绕不开的关键环节，因为长期大规模使用基础设备，会带来很高的成本优势等。

除了集中制氢外，如果运输价格昂对，对于偏远地区，可以选择就地小规模制氢，避免运输费用。目前，德国的加氢站采用了两种生产工艺：电解和蒸汽重整。在这两种方法中，产生的氢气的压力高达50bar（通常为1-30 bar）。

氢气的转化

氢气作为燃料，主要还是通过氢燃料电池，将氢能转化为电能。燃料电池可以使富氢燃料氧化，转化为有用的能量而不会在明火中燃烧。与将化学能转化为电能的其他单阶段过程(例如燃气轮机)相比，燃料电池的电效率更高 (32％至70%) 。

与电解装置类似，燃料电池在效率和功率输出之间进行权衡。低负载时效率最高，而功率输出增加则效率降低。与传统技术相比，燃料电池可以在瞬态循环中实现最高效率。

按照不同的电解质可以分为不同类型的燃料电池，其通常可以通过它们的膜类型和操作温度来区分：

燃料电池可分为：

1）质子交换膜燃料电池 ( PEMFC )

2）碱性燃料电池 ( AFC )

3）磷酸燃料电池（PAFC）

4）熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）

5）固体氧化物燃料电池 ( SOFC )。

虽然质子交换膜燃料电池 ( PEMFC )和碱性燃料电池( AFC ) 的工作温度低至80°C，但固氧化物燃料电池 ( SOFC )的工作温度高达600°C（SOFC），更适合热电联产应用。在其他参数相同的情况下，温度越高，效率越高。 目前质子交换膜燃料电池(PEMF)是燃料电池汽车(FCEV) 最合适的选择。

下面一张图总结了上文中提到的各种类型的燃料电池、压缩机等参数图：

[关于不同类型的燃料电池的具体介绍，可以参考之前的文章：

（人类历史上的第四种发电技术）

]

据美国能源署（DOE）2013燃料电池技术市场报告，全球燃料电池市场在2008年至2013年间增长了近400％，仅2013年就增加了170兆瓦的燃料电池容量（图10）。目前，超过80％的燃料电池用于热电联产，备用电源和远程电力系统等。

尽管燃料电池在过去十年中取得了显着的发展，但高投资成本和相对有限的寿命仍然是燃料电池广泛应用的最大障碍。投资成本在很大程度上取决于制造成本，并且成本可以通过大规模生产显著降低。根据美国能源部（US DOE，2012与美国能源部的个人联系），燃料电池汽车的质子交换膜燃料电池(PEMF)系统在高产量的情况下成本降低潜力非常大，目标成本为每千瓦30美元左右。

与燃料电池汽车相比，户用燃料电池系统 (非汽车用燃料电池) 的投资成本预计会下降得更慢，这主要是由于注重更高的效率和更长的使用寿命。对于中型燃料电池热电联产系统，美国能源部在2020年内设定的目标成本为每

新能源车1公里耗电多少

怎么会呢！只是一些厂商的文字游戏，实际综合成本可能是这个的10倍以上。这种说法完全没有参考价值。

好像有些空曲子说得好:每天晚上只需要1度电，就可以睡到天亮。然后那些小字，很小很小的小字，在角落里，写在那边。

有空可调开放时间，温度，房间大小，各种情况，限制。其实肯定不止一千瓦时。

新能源每公里成本并不比燃油车低

对大家来说，真正有意义的成本其实是汽车全生命周期的成本，总共会花多少钱。

北京理工大学硕士论文，基于生命周期成本的新能源汽车补贴政策研究。

寿命周期成本是指购买、使用、维护、报废等成本的总和。某个产品在某个时间段的成本，更符合新能源汽车的真实成本计算。

像美国国防部就是用这种成本算法来计算飞机和航母的成本。我不会告诉你“飞起来每100米多少钱？”他们不拿这个，他们不作弊。

合肥工业大学19年也有一篇硕士论文《新能源汽车与传统燃油汽车的生命周期成本评估》，里面说可以通过专业的评估模型来计算。他们已经计算过了。

如果去掉车牌、环境等因素，同型号燃油版的生命周期为百公里151元， 纯电动 179元，插电式混动190元。

“啊”？ 新能源车 每公里成本差不多2元，并不是厂家宣传的10元，有的甚至比纯燃油车还贵一点。

贵在哪里？给大家算算，心里就有底了。

同样的车子，新能源版卖得更贵

首先，新能源车比较贵，贵的部分当然是要平摊在每公里的成本上。

比如燃油版和纯电动版销量都不错的帝豪，燃油版帝豪9.88万，优惠2万，加上购置税、交强险等。，一共88000元就差不多了。

纯版EV500，顶配补贴，15.9万。没有折扣，当然也没有购置税。让我们只支付交通保险，对不对？

按16万算，加上地方补贴，再减去2万，一共14万。差不多同样的车，新能源5.2万不是更贵吗？

知名咨询公司麦肯锡有一份报告:中国汽车平均寿命4.5年。

参考可再生能源与交通创新中心(iCET)的数据:中国乘用车年均行驶里程约为17000km。

也就是说，在中国，每辆车的平均总行驶里程是7.65万公里。最后，5.2除以7.65等于68美分。

不算其他消费，新能源车，光是跑那里没饭吃，平摊车的成本，是不是多了68毛钱？

新能源车保险费用更高

刚才保守的说了，买了一份交强险。新能源车普遍比同级别的燃油车贵。如果买商业保险，成本其实会更高。

来自中国保险新闻网的数据:每户新能源车平均保费比传统车高出28%。

10万左右的燃油车，三者除去免赔、乘坐、车损四个基础险，差不多3700元。新能源车年均保费多了28%，也就是多了1036元。

前述，国产车平均每年行驶1.7万公里，新能源车保费每公里多花6分钱。

好了，68美分加6美分，已经是74美分了，比燃油车每公里还贵74美分。

新能源车在能源消耗上确实更划算

很多朋友会说:“你没把大头算进去。电费比燃料费便宜。只要开够新能源车，就能把成本省回来！”

这个说法有点混乱，我有段时间也有同感。这是因为后续的电费是加在原来的成本上的，只是多了少了而已。

当然，我们先来算一下。

汽车之家帝豪实际油耗7.7L/100km，现在油价便宜了。按照近两年的平均油价，也不过7块钱。综合起来，每公里的油耗成本是53美分。

EV500电池为52kW·h，MIIT续航里程为400km。不过MIIT的NEDC标准有点过时，有一些水分，就不解释了。

马自达曾经测试过纯电动版马自达2，NEDC里程与实际续航里程相差超过30%。

所以，如果差不多这么说，400km算成300km，每公里耗电约0.17 kWh。

新能源充电，不代表1度电充下来，充到车上也是1度电，会消耗掉。

就像一公斤水果。榨一个汁，榨出来的汁也是一斤。你连皮都吃吗？没有这回事。

美国国家可再生能源实验室在计算充电效率的时候，一般是按照85%来计算的，那么我们也按照这个来计算吧。

将0.17度电除以85%，也就是说，新能源汽车每公里需要0.2度电，各地电价不同。白天晚上都有峰谷电，还得分几个档次，挺复杂的。

外面还有充电桩，60分1度。外面还是便宜的。

各种情况下，我们最后算出来，纯电动新能源汽车1公里电费是12分钱。比燃油车便宜41美分。真的便宜很多。

但仍然领先74美分，74美分减去41美分。新能源车每公里成本还是比燃油车贵33美分。

保养上，新能源车也更划算

看，又折回来了。没事，维护。

新能源车没有汽油机，当然不用换机油和 滤清器 。你要去哪里？它不需要。

6万公里的车大多需要一次大保养，之前各种车都要更换，所以我们看这个节点还是可以的。

我们来对比一下燃油车和 电动车 。我以前在视频里做过。10万元左右的车纯燃油6万公里的总保养费用:4569元。纯电动汽车:983元。

电动车比燃油车省3586元。你看，除了雨刮器和刹车片，我什么都不需要保养。不，我没有引擎，是吗？

386元，每公里便宜6分钱。

好的，之前是33美分，然后减去现在的6美分。最后，纯电动车每公里成本比燃油车贵27美分。

我们这样算了一下，纯电动车比燃油车百公里贵27元左右。报纸上说的是28元。你看，差别不是太大吧？

买不买新能源车，还得看个人需求

不同的地方，不同的需求，其实是不一样的。这个算法只是一个思路，供我们参考。

上一篇:别人和大家都在聊，他告诉我。「朋友说的话」有哪些是可信的？什么疑惑？让我们互相了解一下。

有些地方根本不需要评判这些东西:北、上、广。就问你“你有车牌吗？”“没有执照。”电动车！什么不省钱对吧？

看情况。真的要看情况。

而且还有一些家人或者朋友跑1.7km以上的，比如:我做生意什么的，我跑六七万km，还有一些。

这个时候用新能源车会比燃油车便宜吗？是啊！

反正厂家说每公里成本只要一毛钱，反正我不信。建议你也不要相信“啊哈”。

这不是误导，但有没有可能是有点太聪明了？

新能源车的电瓶寿命有多长

其实很多朋友买新能源车。他担心的车价是多少？这是什么？很耐用！

为什么会想到耐久性的问题？是电池。我会用的。总功率会越来越少吗？

苹果手机用几年，越用越卡。车会越开越慢吗？还是开车时动力越来越低？我担心这个。耐用吗？

担心是应该的。能持续多久？后来电池坏了。换一个电池要多少钱？一辆二手车能值多少钱？

我为你整合了一些关于这些电动车的耐久性、价值、购买和使用的论文、资料和数据。

关键词:新能源

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新能源车15万公里后还能用吗？

新能源汽车使用15万公里仍可使用。以下是关于新能源汽车的介绍:简介:

新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力源(或采用常规车用燃料和新型车用动力装置)，集成了车辆动力控制和驱动等先进技术，具有先进技术原理、新技术和新结构的汽车。

分类:

新能源汽车包括 混合动力 汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源汽车(如超级电容、飞轮等高效储能装置)四大类。

优点:

或接近零排放，减少漏油造成的水污染，减少温室气体排放，提高燃油经济性，提高发动机燃烧效率，运行平稳无噪音。

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