科普知識(shí)

1 我國(guó)學(xué)者破解燃料電池研發(fā)中的關(guān)鍵難題

著名期刊《科學(xué)》2020年7月10日刊發(fā)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）科研團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)論文，宣布通過(guò)半導(dǎo)體異質(zhì)界面電子態(tài)特性，把質(zhì)子局限在異質(zhì)界面，設(shè)計(jì)和構(gòu)造了具有低遷移勢(shì)壘的質(zhì)子通道。如同給質(zhì)子修建高速公路，即利用半導(dǎo)體異質(zhì)界面場(chǎng)誘導(dǎo)金屬態(tài)，助推超質(zhì)子實(shí)現(xiàn)又快又好地‘跑起來(lái)’，從而獲得優(yōu)異的電導(dǎo)率。與傳統(tǒng)電解質(zhì)材料電導(dǎo)率相比，提升了3個(gè)數(shù)量級(jí)，并且實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)質(zhì)子陶瓷燃料電池的示范。

燃料電池的潔凈、高效、無(wú)污染特點(diǎn)越來(lái)越受關(guān)注，燃料電池技術(shù)也是國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，高離子電導(dǎo)率的電解質(zhì)開(kāi)發(fā)，是解決目前燃料電池應(yīng)用的關(guān)鍵。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）燃料電池創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)，一直致力于低溫、高性能燃料電池研究，聚焦高質(zhì)子電導(dǎo)率電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)，歷經(jīng)多年探索，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)論證，通過(guò)半導(dǎo)體異質(zhì)界面電子態(tài)特性，把質(zhì)子局域于異質(zhì)界面，設(shè)計(jì)和構(gòu)造具有低遷移勢(shì)壘的質(zhì)子通道。

半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)和場(chǎng)誘導(dǎo)加速離子遷移，是能源科學(xué)領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性的研究課題。該研究成果為質(zhì)子限域傳輸提供了創(chuàng)新科學(xué)方法，將促進(jìn)新一代燃料電池研究和發(fā)展，對(duì)發(fā)展能源新材料和新技術(shù)具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

2 50Gbps，我國(guó)通信容量最大衛(wèi)星升空

2020年7月9日20時(shí)11分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功將亞太6D衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射獲得圓滿成功。

亞太6D衛(wèi)星是由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院通信衛(wèi)星事業(yè)部抓總研制的地球靜止軌道高通量寬帶通信衛(wèi)星，通信容量達(dá)到50Gbps，相比2017年發(fā)射的我國(guó)首個(gè)高通量衛(wèi)星——中星16號(hào)衛(wèi)星，高出了1.5倍。這是我國(guó)目前通信容量最大、波束最多、輸出功率最大、設(shè)計(jì)最復(fù)雜的民商用通信衛(wèi)星。它標(biāo)志著我國(guó)高通量通信衛(wèi)星研制能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

高通量衛(wèi)星如同架設(shè)在太空中的空間信號(hào)中轉(zhuǎn)站，通過(guò)無(wú)線電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)，使地面用戶與地面關(guān)口站的互聯(lián)網(wǎng)連接。亞太6D衛(wèi)星共有8個(gè)地面關(guān)口站，可以支持近100兆的應(yīng)用速率。五院西安分院為衛(wèi)星后續(xù)應(yīng)用提供了天地一體化設(shè)計(jì)，可根據(jù)用戶不同需求靈活分配頻率資源，實(shí)現(xiàn)關(guān)口站之間的靈活切換。

與傳統(tǒng)廣播電視衛(wèi)星的廣域波束天線覆蓋方式不同，亞太6D衛(wèi)星使用的是多波束天線，共有90個(gè)用戶波束，形成對(duì)地面的“蜂窩式”覆蓋。單波束容量可達(dá)1Gbps以上，可以為用戶提供高質(zhì)量的話音、數(shù)據(jù)通信服務(wù)。通信衛(wèi)星的服務(wù)壽命往往受到推進(jìn)劑限制。亞太6D衛(wèi)星采用化學(xué)推進(jìn)和電推進(jìn)全配置，就像太空中的油電混合動(dòng)力汽車(chē)，通過(guò)我國(guó)自主研制的長(zhǎng)壽命、高可靠LIPS200離子電推進(jìn)技術(shù)完成南北位置保持，可全面滿足15年服務(wù)壽命要求。電推進(jìn)技術(shù)的使用，也讓衛(wèi)星的化學(xué)推進(jìn)劑攜帶量大大減少，從而提高了有效載荷重量上限，進(jìn)一步提升衛(wèi)星應(yīng)用價(jià)值。