豐田和日野共同研發重型燃料電池卡車，續航有望達600公里
2020-07-17 10:28:31
豐田汽車公司宣布與日野汽車公司合作，將聯合研發一款重型燃料電池卡車，預計該車續航里程可達600公里。日本商用車排放總量的60%可以追溯到重型卡車，為了進一步減少二氧化碳排放量，將需要對重型卡車的環境性能進行重大改善。豐田和日野決心采取積極行動，解決全球環境問題，將其作為公司最重要的任務之一。兩家公司已經宣布了雄心勃勃的目標，計劃到2050年將新車的平均二氧化碳排放量減少90%。盡管全球汽車制造商都在掀起電池熱潮，但由于需要長途巡航距離和快速加油，雙方的合作反而轉向了氫燃料電池。豐田和日野都將氫定位為未來重要的能源，從2003年聯合進行燃料電池巴士的實證實驗開始，已超過15年的時間致力于燃料電池商用車的技術研發以及推廣，本次合作旨在進一步鞏固雙方關系，加速推動氫能源社會的建設。該聯合開發項目中的重型燃料電池卡車以“日野Profia”為基礎，充分利用豐田和日野多年來積累的技術進行開發。底盤經過專門設計，具有適合燃料電池車輛的最佳結構，并且正在通過全面減輕重量來采取措施，以確保足夠的負載能力。動力上將搭載兩個為下一代Mirai開發的豐田聚合物電解質燃料電池堆，并帶有一個新的大容量高壓氫氣罐（70MPa）和一個鋰離子電池組。預計在城市和高速公路混合行駛條件下，續航里程約為600公里（370英里），旨在滿足作為商用車的環保性能和實用性方面的高標準。燃料電池是一種發電裝置，它通過使裝置內的氫和氧發生化學反應來連續發電，而不是像蓄電池那樣存儲電力。在發電過程中僅產生水，它是一種非常清潔且環保的發電機，不會排放任何二氧化碳或氮氧化物，這可能對當地空氣質量產生積極影響。然而，盡管用于燃料的氫氣可以使用清潔能源生產，但日本可能依賴澳大利亞等國從褐煤和天然氣等化石燃料中生產所需的液態氫。目前豐田汽車和日野汽車雙方尚未透露新重型燃料電池卡車的生產時間表。若該項目成功推進并實現量產，意味著目前對氫燃料車型最大的擔憂——儲氫技術，會有顯著的改進。那么，未來只要加氫站的建設能夠跟上，或許氫燃料電池能夠成功的解決“充電焦慮”的問題。據外媒報道，2017年豐田北美汽車（TMNA）宣布開展“Porject Portal”項目，旨在設計一款重型氫燃料電池系統，研究在重型貨車中應用燃料電池技術的可行性。“Porject Portal”項目8級重型卡車平臺借用來自量產Mirai的2個燃料電池堆棧、4個儲氫罐和1個12 kWh電池組，為車輛的2個串聯電機供電。Alpha版本已經實現了超過10000英里（16093公里）的集裝箱搬運作業。Portal Beta版本的卡車續航里程大于300英里，較Alpha車型提升了50%左右。（toyota.com網站3月24日消息綜合）德開發高效硅芯片激光器 德國尤里希研究中心開發了由鍺和錫制成的兼容半導體激光器，效率可與傳統硅基砷化鎵半導體激光器相媲美。與電子傳輸相比，光學數據傳輸的速率更高、范圍更廣，同時能量使用更少。低價激光器是實現高數據傳輸速率的關鍵，其中能與硅基CMOS技術兼容的電泵浦激光器是理想選擇，它可以在芯片制造過程中簡單成型，整個芯片生產最終都基于這項技術。純硅是間接半導體，不適合用作激光材料，通常采用III–V化合物半導體代替，但制造必須在外部進行，隨后集成，這使制造成本過于高昂。而基于鍺和錫的新激光器可在CMOS生產過程中制造，使激光直接集成到硅芯片上的技術向前邁進了一步。該激光器可應用于光學數據傳輸及其他各類應用，在波長2-4μm的紅外區幾乎沒有更便宜的替代品，潛在應用范圍包括紅外和夜視系統、用于監測環境研究氣候的氣體傳感器以及用于醫學診斷的呼吸氣體分析。（德國尤里希研究中心網站3月23日消息）首款覆蓋全無線電頻譜量子傳感器 美國陸軍研究實驗室和美國馬里蘭大學研究人員研制出一款新型量子傳感器，可以幫助士兵探測整個無線電頻譜——從0到100GHz的通信信號。新傳感器非常小，幾乎無法被其他設備探測到，有望提升士兵作戰能力。研究人員根據基本原理計算出量子接收器的信道容量（數據傳輸速率），結果比其他研究團隊高幾個數量級。研究人員對新款量子傳感器在0至1012Hz超大頻率范圍內的振蕩電場敏感性進行分析，分析表明，新款量子傳感器能夠可靠檢測整個頻譜上的信號，可以與其他已建立的電場傳感器技術相媲美，例如電光晶體和偶極天線耦合的無源電子設備。新型量子傳感器可以檢測用于定位的RF信號，有助于新一代可靠、高精度的定位導航授時技術的開發，使軍事人員和系統設備擺脫對GPS的依賴。（美國陸軍研究實驗室網站3月19日消息）美開發可廣泛應用的復合金屬泡沫 美國北卡羅來納州立大學研究人員近日證實了復合金屬泡沫（CMF）可以通過“模擬水池著火測試”，證明該材料可用于制造運輸危險材料的鐵路罐車。CMF由空心金屬球嵌入金屬基質構成，金屬球的材料可以是不銹鋼或鈦，金屬基質可以是鋼、鋁或合金等。在該研究中，研究人員使用球體和基體都是由鋼制成的CMF面板進行測試。測試表明，當鋼-鋼CMF面板曝露在825℃的溫度下100分鐘，面板最高溫度在351至379℃之間，低于427℃的臨界溫度。研究表明，CMF除了在隔熱方面比同材料制成的常規金屬和合金有效得多外，其在存儲和運輸核材料、危險材料、炸藥和其他熱敏材料以及太空探索應用中也有巨大潛力。（北卡羅來納州立大學網站3月19日消息）德開發用于近紅外成像的納米片 埃及藍（硅酸鈣銅）是最古老的人造彩色顏料之一。近日，由德國哥廷根大學領導的國際研究小組基于埃及藍顏料開發了一種新型納米材料，非常適用于近紅外光譜和顯微鏡成像。顯微鏡和光學成像是基礎研究和生物醫學的重要工具，它們利用在激發時會釋放光的 “熒光團”來實現清晰的分辨率，但大多數熒光團只在可見光范圍內發光，只有少數幾種已知的熒光團可在近紅外光譜中起作用。實驗中，研究小組成功從埃及藍中剝離非常薄的層，這些納米片比人類頭發薄100,000倍，可在近紅外范圍內發出熒光。研究人員表示納米片材非常穩定、亮光不會減弱，可作為光學成像應用的理想選擇。（德國哥廷根大學網站3月20日消息）有機金屬框架有望成為下一代半導體 美國克萊門森大學研究人員近日證明，部分氧化形式的新型雙螺旋金屬有機框架（MOF）體系結構可以導電，有望成為新一代半導體。研究人員將一種蝴蝶形的凸配體引入到金屬有機框架中，創造出沿相鄰鏈的接縫延伸的獨特的S形電荷傳輸路徑，而現有大多數金屬有機框架都是由線性或者平面配體組成。當每條雙螺旋鏈一側的ExTTF配體被碘氧化，另一側保持中性時，它們就會沿著接縫形成分子間的電荷轉移鏈。電子能以一種分子間的方式，沿著這條路徑流動，使金屬有機框架更導電。研究團隊正計劃繼續開發具有不同幾何形狀、成分和功能的新型MOF體系結構，使其可以應用在未來的電子、能量轉換和存儲設備中。（美國克萊姆森大學網站3月19日消息）小型高精度陀螺儀助力精確導航 自動駕駛汽車在備用導航系統內部配有體積大且價格昂貴的陀螺儀，但陀螺儀的性能一直難以突破。美國密歇根大學研究人員近日開發一種體積小、價格適中且高度精確的陀螺儀。陀螺儀諧振器幾乎是完全對稱的，由純凈的玻璃制成，外殼涂上金屬涂層并放置電極，以啟動和測量玻璃中的振動。諧振器放置在真空，以防止空氣進入導致振動迅速衰減。該小型陀螺儀尺寸小于一枚硬幣，而精度比普通手機使用的陀螺儀高10,000倍，價格僅為原來的十分之一，比性能相近的大型陀螺儀便宜1000倍，有望幫助無人機和自動駕駛汽車在沒有GPS信號的情況下精確導航。（美國密歇根大學網站3月23日消息）瑞典開發柔性且可拉伸性的熱電材料 瑞典林雪平大學領導的國際研究團隊首次開發出一種柔軟且可拉伸的有機熱電模塊，可以從人體熱量中收集能量。該模塊采用新型的復合材料，由導電聚合物PEDOT:PSS、水溶性聚氨酯橡膠和離子液體配制而成。導電聚合物賦予材料熱電性能，橡膠提供彈性，離子液體確保柔軟，當發生彎曲或折疊時，材料結構跟隨運動而不會遭到破壞。研究表明，該材料的柔韌性和可拉伸性比現有導電聚合物PEDOT:PSS強100倍。未來，該技術有望在熱電發電機、超級電容器、柔性電池、柔性傳感器以及可穿戴和可植入設備等領域得到應用。
