一、敏化太陽(yáng)能電池

聚合物薄膜太陽(yáng)能電池是剛剛興起的一個(gè)太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域，其是由電子給體和電子材料經(jīng)過(guò)分散混合而成。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代以后，染料敏化太陽(yáng)能電池的研究再度活躍，這得益于納米科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。由納米晶構(gòu)成的多孔薄膜具有高的比表面積，能夠形成大量的單分子層，可以吸附更多的光敏材料。同時(shí)，多孔結(jié)構(gòu)還能使太陽(yáng)光在半導(dǎo)體薄膜內(nèi)連續(xù)進(jìn)行多次反射被染料充分吸收，從而大大提高了太陽(yáng)光的吸收效率。這一突破性的進(jìn)展為太陽(yáng)能電池家族增添了一名新成員-半導(dǎo)體納米晶染料敏化太陽(yáng)能電池。目前世界許多國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)和公司都對(duì)這種低成本，高效，無(wú)污染的染料敏化太陽(yáng)能電池進(jìn)行研究。

染料敏化太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖

染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理示意圖

二、鋰、鈉離子電池電極

傳統(tǒng)石墨電極的比電容（372 mA h g-1）和離子擴(kuò)散速率比較低，從而限制了石墨電極的能量密度。因此高比電容和高離子擴(kuò)散率的電極材料成了近三年的研究熱點(diǎn)。納米材料問(wèn)世，激發(fā)了納米材料在金屬離子電池運(yùn)用領(lǐng)域的熱情，特別是碳納米材料如石墨烯、碳納米管等在電極材料的運(yùn)用。但這些材料生產(chǎn)效率比較低，因此靜電紡絲聚合物納米纖維通過(guò)高溫處理之后形成的碳納米材料運(yùn)用于金屬離子電池電極成為近年來(lái)持續(xù)的研究熱點(diǎn)。常用的靜電紡絲方法制備碳納米纖維的材料有：PAN，PVP，PVA，PI，PVDF 等。靜電紡絲納米纖維碳化成碳納米纖維后，比電容經(jīng)過(guò) 600 次以上充放電后依然保持 1500mA h g-1,展現(xiàn)出了超強(qiáng)的比電容能力。

------李維漢, 曾林超, 吳影,等. 靜電紡絲方法在鋰(鈉)離子電池納米電極材料制備中的應(yīng)用(英文)[J]. Science China Materials, 2016(4)

靜電紡絲納米纖維碳化過(guò)程及其比電容

靜電紡絲納米纖維碳化后形貌

三、燃料電池

在燃料電池電極材料中，多孔結(jié)構(gòu)材料是陰、陽(yáng)兩極最理想的材料，以便于反應(yīng)氣體的通入和產(chǎn)物排出，而靜電紡絲技術(shù)所得納米纖維正好滿足需要。人們對(duì)于靜電紡絲技術(shù)在燃料電池電極中的應(yīng)用做了大量工作，最主要的是通過(guò)靜電紡絲將金屬催化劑負(fù)載或包覆在納米纖維中，由于納米纖維比表面積大并具有多孔結(jié)構(gòu)，可以使金屬催化劑最大效率發(fā)揮作用，不僅提高催化效率，也能減少貴重金屬催化劑的使用。其中（聚合物前驅(qū)體法）獲得原子水平分散的金屬離子摻雜電極。燃料電池采用這種電極時(shí)，在 550℃溫度下顯示出非常高的性能，可以在電流密度 1 A·cm-2 的情況下穩(wěn)定使用 300 個(gè)小時(shí)。

四、其他新能源運(yùn)用

納米材料的優(yōu)異性能使得納米材料在能源領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)有力的優(yōu)勢(shì)，除了上述的熱點(diǎn)運(yùn)用外，在新能源領(lǐng)域，納米纖維運(yùn)用還包括：電池隔膜、催化轉(zhuǎn)化、光電轉(zhuǎn)換等