丰田和日野共同研发重型燃料电池卡车，续航有望达600公里
2020-07-17 10:28:31
丰田汽车公司宣布与日野汽车公司合作，将联合研发一款重型燃料电池卡车，预计该车续航里程可达600公里。日本商用车排放总量的60%可以追溯到重型卡车，为了进一步减少二氧化碳排放量，将需要对重型卡车的环境性能进行重大改善。丰田和日野决心采取积极行动，解决全球环境问题，将其作为公司最重要的任务之一。两家公司已经宣布了雄心勃勃的目标，计划到2050年将新车的平均二氧化碳排放量减少90%。尽管全球汽车制造商都在掀起电池热潮，但由于需要长途巡航距离和快速加油，双方的合作反而转向了氢燃料电池。丰田和日野都将氢定位为未来重要的能源，从2003年联合进行燃料电池巴士的实证实验开始，已超过15年的时间致力于燃料电池商用车的技术研发以及推广，本次合作旨在进一步巩固双方关系，加速推动氢能源社会的建设。该联合开发项目中的重型燃料电池卡车以“日野Profia”为基础，充分利用丰田和日野多年来积累的技术进行开发。底盘经过专门设计，具有适合燃料电池车辆的最佳结构，并且正在通过全面减轻重量来采取措施，以确保足够的负载能力。动力上将搭载两个为下一代Mirai开发的丰田聚合物电解质燃料电池堆，并带有一个新的大容量高压氢气罐（70MPa）和一个锂离子电池组。预计在城市和高速公路混合行驶条件下，续航里程约为600公里（370英里），旨在满足作为商用车的环保性能和实用性方面的高标准。燃料电池是一种发电装置，它通过使装置内的氢和氧发生化学反应来连续发电，而不是像蓄电池那样存储电力。在发电过程中仅产生水，它是一种非常清洁且环保的发电机，不会排放任何二氧化碳或氮氧化物，这可能对当地空气质量产生积极影响。然而，尽管用于燃料的氢气可以使用清洁能源生产，但日本可能依赖澳大利亚等国从褐煤和天然气等化石燃料中生产所需的液态氢。目前丰田汽车和日野汽车双方尚未透露新重型燃料电池卡车的生产时间表。若该项目成功推进并实现量产，意味着目前对氢燃料车型最大的担忧——储氢技术，会有显著的改进。那么，未来只要加氢站的建设能够跟上，或许氢燃料电池能够成功的解决“充电焦虑”的问题。据外媒报道，2017年丰田北美汽车（TMNA）宣布开展“Porject Portal”项目，旨在设计一款重型氢燃料电池系统，研究在重型货车中应用燃料电池技术的可行性。“Porject Portal”项目8级重型卡车平台借用来自量产Mirai的2个燃料电池堆栈、4个储氢罐和1个12 kWh电池组，为车辆的2个串联电机供电。Alpha版本已经实现了超过10000英里（16093公里）的集装箱搬运作业。Portal Beta版本的卡车续航里程大于300英里，较Alpha车型提升了50%左右。（toyota.com网站3月24日消息综合）德开发高效硅芯片激光器 德国尤里希研究中心开发了由锗和锡制成的兼容半导体激光器，效率可与传统硅基砷化镓半导体激光器相媲美。与电子传输相比，光学数据传输的速率更高、范围更广，同时能量使用更少。低价激光器是实现高数据传输速率的关键，其中能与硅基CMOS技术兼容的电泵浦激光器是理想选择，它可以在芯片制造过程中简单成型，整个芯片生产最终都基于这项技术。纯硅是间接半导体，不适合用作激光材料，通常采用III–V化合物半导体代替，但制造必须在外部进行，随后集成，这使制造成本过于高昂。而基于锗和锡的新激光器可在CMOS生产过程中制造，使激光直接集成到硅芯片上的技术向前迈进了一步。该激光器可应用于光学数据传输及其他各类应用，在波长2-4μm的红外区几乎没有更便宜的替代品，潜在应用范围包括红外和夜视系统、用于监测环境研究气候的气体传感器以及用于医学诊断的呼吸气体分析。（德国尤里希研究中心网站3月23日消息）首款覆盖全无线电频谱量子传感器 美国陆军研究实验室和美国马里兰大学研究人员研制出一款新型量子传感器，可以帮助士兵探测整个无线电频谱——从0到100GHz的通信信号。新传感器非常小，几乎无法被其他设备探测到，有望提升士兵作战能力。研究人员根据基本原理计算出量子接收器的信道容量（数据传输速率），结果比其他研究团队高几个数量级。研究人员对新款量子传感器在0至1012Hz超大频率范围内的振荡电场敏感性进行分析，分析表明，新款量子传感器能够可靠检测整个频谱上的信号，可以与其他已建立的电场传感器技术相媲美，例如电光晶体和偶极天线耦合的无源电子设备。新型量子传感器可以检测用于定位的RF信号，有助于新一代可靠、高精度的定位导航授时技术的开发，使军事人员和系统设备摆脱对GPS的依赖。（美国陆军研究实验室网站3月19日消息）美开发可广泛应用的复合金属泡沫 美国北卡罗来纳州立大学研究人员近日证实了复合金属泡沫（CMF）可以通过“模拟水池着火测试”，证明该材料可用于制造运输危险材料的铁路罐车。CMF由空心金属球嵌入金属基质构成，金属球的材料可以是不锈钢或钛，金属基质可以是钢、铝或合金等。在该研究中，研究人员使用球体和基体都是由钢制成的CMF面板进行测试。测试表明，当钢-钢CMF面板曝露在825℃的温度下100分钟，面板最高温度在351至379℃之间，低于427℃的临界温度。研究表明，CMF除了在隔热方面比同材料制成的常规金属和合金有效得多外，其在存储和运输核材料、危险材料、炸药和其他热敏材料以及太空探索应用中也有巨大潜力。（北卡罗来纳州立大学网站3月19日消息）德开发用于近红外成像的纳米片 埃及蓝（硅酸钙铜）是最古老的人造彩色颜料之一。近日，由德国哥廷根大学领导的国际研究小组基于埃及蓝颜料开发了一种新型纳米材料，非常适用于近红外光谱和显微镜成像。显微镜和光学成像是基础研究和生物医学的重要工具，它们利用在激发时会释放光的 “荧光团”来实现清晰的分辨率，但大多数荧光团只在可见光范围内发光，只有少数几种已知的荧光团可在近红外光谱中起作用。实验中，研究小组成功从埃及蓝中剥离非常薄的层，这些纳米片比人类头发薄100,000倍，可在近红外范围内发出荧光。研究人员表示纳米片材非常稳定、亮光不会减弱，可作为光学成像应用的理想选择。（德国哥廷根大学网站3月20日消息）有机金属框架有望成为下一代半导体 美国克莱门森大学研究人员近日证明，部分氧化形式的新型双螺旋金属有机框架（MOF）体系结构可以导电，有望成为新一代半导体。研究人员将一种蝴蝶形的凸配体引入到金属有机框架中，创造出沿相邻链的接缝延伸的独特的S形电荷传输路径，而现有大多数金属有机框架都是由线性或者平面配体组成。当每条双螺旋链一侧的ExTTF配体被碘氧化，另一侧保持中性时，它们就会沿着接缝形成分子间的电荷转移链。电子能以一种分子间的方式，沿着这条路径流动，使金属有机框架更导电。研究团队正计划继续开发具有不同几何形状、成分和功能的新型MOF体系结构，使其可以应用在未来的电子、能量转换和存储设备中。（美国克莱姆森大学网站3月19日消息）小型高精度陀螺仪助力精确导航 自动驾驶汽车在备用导航系统内部配有体积大且价格昂贵的陀螺仪，但陀螺仪的性能一直难以突破。美国密歇根大学研究人员近日开发一种体积小、价格适中且高度精确的陀螺仪。陀螺仪谐振器几乎是完全对称的，由纯净的玻璃制成，外壳涂上金属涂层并放置电极，以启动和测量玻璃中的振动。谐振器放置在真空，以防止空气进入导致振动迅速衰减。该小型陀螺仪尺寸小于一枚硬币，而精度比普通手机使用的陀螺仪高10,000倍，价格仅为原来的十分之一，比性能相近的大型陀螺仪便宜1000倍，有望帮助无人机和自动驾驶汽车在没有GPS信号的情况下精确导航。（美国密歇根大学网站3月23日消息）瑞典开发柔性且可拉伸性的热电材料 瑞典林雪平大学领导的国际研究团队首次开发出一种柔软且可拉伸的有机热电模块，可以从人体热量中收集能量。该模块采用新型的复合材料，由导电聚合物PEDOT:PSS、水溶性聚氨酯橡胶和离子液体配制而成。导电聚合物赋予材料热电性能，橡胶提供弹性，离子液体确保柔软，当发生弯曲或折叠时，材料结构跟随运动而不会遭到破坏。研究表明，该材料的柔韧性和可拉伸性比现有导电聚合物PEDOT:PSS强100倍。未来，该技术有望在热电发电机、超级电容器、柔性电池、柔性传感器以及可穿戴和可植入设备等领域得到应用。
