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日本诺奖得主研发出关键节能部件氮化镓逆变器首次成功应用于电动汽车
2019年10月25日   科技日报

日本诺奖得主天野浩

日本一研究团队24日宣布,他们利用半导体材料氮化镓(GaN)研发的逆变器,已首次成功应用在电动汽车上,有望让电动汽车节能20%以上。这一研究团队由2014年诺贝尔物理学奖得主之一、日本名古屋大学教授天野浩领导。

逆变器是电动汽车的关键部件之一,其功能是把电池所储存的直流电转换成电动机所需的交流电。也可以理解为是一种将低压(12、24或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。

此次,天野浩团队通过利用氮化镓,研发出了可比一般纯电动车节能2成的纯电动车,并将该车命名为“ALL GaN Vehicle”。测试中已能达到时速50公里水平,计划今年内实现时速100公里。

和传统技术相比,使用氮化镓的新型逆变器效率更高,可大幅降低转换中的电量损耗。它也可应用于混合动力汽车等其他环保车,有望帮助减少二氧化碳排放。

“ALL Gan Vehicle”汽车已于24日开幕的第46届东京汽车展上展出。天野浩表示,使用氮化镓做电池的电动汽车尚属世界首例。但目前他们仍然面临装置的可靠性和价格这两样课题研究,他们希望新技术能尽快达到使用标准,争取2025年投入市场。

天野浩与另外两名诺贝尔物理学奖获奖者的研究成果就是发明了以氮化镓晶体为材料的蓝光二极管。

如果要为半导体材料划分代际的话,可以这么说:以硅为代表的第一代半导体是集成电路的基石,第二代半导体如砷化镓促成了信息高速公路的崛起,以氮化镓、碳化硅、金刚石等为代表的第三代半导体,则是发展下一代信息技术的重要载体。第三代半导体材料不但具有优异的光电特性,还具有热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优越性能。因此,它们当仁不让地成为目前半导体研究领域的前沿热点。

 
 

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