一点点盐就可以增加电池性能？-电路图讲解-电子技术方案

一点点盐就可以增加电池性能？听起来像是个天方夜谭，但这是伦敦玛丽王后大学、剑桥大学与马克斯普朗克固体物理和材料研究所共同研究成果，只要在超分子海绵加入盐并加以碳化，就可以打造 3D 多层碳结构，可用于电池电极并提升电容。

科学家研究发现把盐放入超分子海绵，并置于高温烘烤环境，就可以把海绵变成碳基结构。其中盐会以特殊方式与金属海绵发生反应，将海绵从均质物质变成具有纤维、支架和网状物的复杂结构，这种 3D 碳结构当作电池负极时对可促进电解质离子迁移，但难以在实验室中制造。

根据其在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）研究，假如在锂离子电池使用该材料，不仅可以提高电池充电速度，电容量也可以增加。而由于自然界的硅藻也存有复杂结构，研究员将该材料命名为「纳米硅藻（nano－diatoms）」，并且认为纳米硅藻也可用于储能与能源转换，像是氢燃料的电催化剂。

伦敦玛丽王后大学工程与材料科学学院 Stoyan Smoukov 博士说，只有将化合物加热到摄氏 800 度时才会发生这种变态（metamorphosis），而团队也发现可以利用改变化学组成来控制碳化。

多阶层结构的 3D 碳基纳米结构不仅拥有良好导电性等物理性质，也可以制成轻型结构材料或是改善碳材料浸润性（wettability）促进离子流动。但制造 3D 碳基纳米结构非常难，何况还要以简单方式制成。

（Source：伦敦玛丽王后大学）

研究使用的超分子海绵为一种金属有机框架材料（MOF），该多孔材料具有气体储存等应用潜力。一般来说 MOF 海绵碳化后表面积会增加，可成为电极材料生力军，只是研究发现碳化的 MOF 仅会形成无规则碳衍生物。所幸最后团队发现在 MOF 海绵加盐碳化后，可将无规则碳衍生物摇身一变成复杂且有秩序的多层碳基材料。

剑桥大学能源研究所博士 R． Vasant Kumar 表示，这项研究将 MOF 应用推向另一阶段。该多层碳基材料制造方法未来不仅可用在储能技术，也可以用于能源转换和化学感测。

剑桥大学博士生王铁胜指出，由于可用的 MOF 和金属盐种类非常多，研究拥有千上万种排列组合，或许未来团队也会透过另一种材料与结构来制造纳米硅藻。(来源：Technews科技新报 首图来源：pixabay）

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最近，光伏逆变器圈里都在讨论MPPT，但是满眼看过去都是各种图表和专有名词，感觉物理老师的戒尺已经按不住了……

敲黑板了，各位同学，我们今天特别推出了这期MPPT知识普及小文，各位光伏小白再也不用担心看不懂MPPT啦。

MPPT究竟何方神圣？

“砖家”这样说到：MPPT英文全称为Maximum Power Point Tracking，即最大功率点跟踪，是指对因光伏方阵表面温度变化和太阳辐照度变化而产生的输出电压与电流的变化进行跟踪控制，使阵列一直保持在最大输出工作状态，以获得最大功率输出的自动调整行为。

“砖家”说的有点晦涩。而小编这样理解：“你变我追”！光伏方阵表面温度、太阳辐照不停的在变化，MPPT技术可以做到不断追赶，始终不掉队的跟踪这种变化，让光伏阵列的输出始终达到最大。

既然MPPT“辣么”厉害，如何衡量？

现在各逆变器厂家都在炫耀自己的MPPT技术有多牛，各种技术也是层出不穷，那么从什么角度来评测到底“牛不牛”？

从目前行业MPPT技术来看，MPPT渗透率就是一个重要衡量标准。其定义是这样的：MPPT渗透率是MPPT路数除以组串接入路数，取百分数，该指标主要由逆变器的设计结构及拓扑结构决定。

小编仔细分析了一下行业现状，常见的逆变器有1路组串输入1路MPPT，即MPPT渗透率为100％；2路组串输入1路MPPT，即MPPT渗透率为50％；3路组串输入1路MPPT，渗透率为为33．3％；4路组串输入1路MPPT，渗透率为25％。

当每路组串独立输入到逆变器的1路MPPT端口时，就形成了1路组串对应1路MPPT，即MPPT渗透率100％。此时MPPT控制是每路组串间相互独立，P－V曲线如上图100％渗透率P－V曲线所示，组串与组串之间不存在相互干扰问题，这就避免了组串并联失配损失的情况。

当2路、3路或4路组串一起送入逆变器的1路MPPT输入端时，就形成了多路组串对应1路MPPT，MPPT渗透率50％、33．3％或25％。这种情况下各组串功率将会存在耦合， P－V曲线如上图50％渗透率P－V曲线所示，组串与组串之间相互干扰问题，严重存在并联失配损失。

从目前行业MPPT技术来看，MPPT渗透率越高，组串与组串之间相关干扰度越小，当MPPT渗透率达到100％时，干扰度将降为0。

不管是由于现场何种原因造成的组串间并联失配，均无法避免组串间的相互干扰，极易造成光伏电站的发电量损失。

这么说吧，就是“组串们”人手一个MPPT，不争不抢不打架，大家齐心协力提升发电量。

最后，MPPT渗透率100％究竟好不好，我们就“举个栗子”说明吧。

之前我们探访了云南某光伏电站，该电站属于典型的云贵山地地形。该电站利用2种厂家的逆变器，直流侧均接入7路MPPT。以下是该电站两个光伏集阵使用不同逆变器MPPT技术的示意图。

MPPT输入的方式显而易见，渗透率100％的逆变器现场应用比渗透率50％的逆变器，发电量提高4％以上，可见MPPT渗透率是决定逆变器发电量关键的因素。

4％，可不是一个小数目。按照云南此电站的发电量，特变电工渗透率100％的逆变器每个方阵2个月就能多发电18．38MWh，每个方阵均采用国内某知名厂家340W单晶硅组件，每串组串采用20块光伏组件串联，组件规格、参数及串联配置均一致，每个方阵接入均为1．6184MWp光伏组件。假设云南某村某家每月平均用电100度，18．38MWh即18380度电，一个光伏方阵4％的发电量提升将供这家用电15年之余。

这样一比对，是不是更加具有画面感了。这还只是一个方阵一个月的发电量提升，那么整个电站呢？常年累月呢？

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