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五大创新性能源技术突破

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添加時間:2013-08-19 点击数:158

發表時間:2013-08-13來源:科技日報

據英國《經濟學家》雜志網站近日報道,以下5大創新性能源技術突破將有助于改變目前人類以化石能源為主的現狀,改變我們獲取能源的方式,確保我們的能源安全。

 

    藻類制造的生物燃料:能效高

 

用玉米或甘蔗等可食用的農作物來制造生物燃料存在兩大弊端:一是與糧爭地,與人爭食,對現在人類業已不堪重負的糧食危機來說無疑是雪上加霜;另一方面也將給淡水供應帶來巨大壓力。藻類受命于危難之中,挺身而出。海藻不會占用土地和淡水,不與人爭糧,不與糧爭地,只要有陽光和海水就能生長,甚至在廢水和污水中也能生長。

 

科學家們的測算表明,每英畝藻類能生成數千加侖的汽油,而同樣大小的土地種植出來的農作物才能生產區區數百加侖汽油,完全不可同日而語。不過,現在科學家們面臨的問題是,如何以更經濟可行的辦法進行規模化生產。

 

    液態金屬電池:個頭小,儲能強

 

目前,科學家們還沒有研制出在電網中大規模存儲電能的高性價比方法,這成為各種可再生能源發展的桎梏。美國麻省理工學院(MIT)的液態金屬電池似乎是一種比較好的解決辦法。

 

據國外媒體報道,MIT材料科學與工程教授唐納德·沙德維領導的研究團隊,已經成功制造出了液態金屬電池。液態金屬電池的構造其實很簡單,兩邊為液態金屬電極,中間夾著熔鹽。在未來某一天,液態金屬電池有望產生像太陽能這樣的可再生能源,使太陽能電池板和風力渦輪機上的能量存儲變得更容易,有助于科學家們建造更可靠的電網。

 

    鋰空氣電池:蓄電能力為鋰電池的10倍

 

目前人們廣泛使用的鋰離子電池在化學組成上缺乏汽油的能量密度,當電動汽車使用這種電池時,一次充電只能行駛有限的里程,因此,鋰離子電池需要更好的化學組成成分。

 

鋰空氣電池——用空氣中的氧氣取代了金屬氧化物——應運而生。鋰空氣電池的蓄電能力為性能最好的鋰離子電池的10多倍。鋰空氣電池的發電原理是,將鋰金屬氧化產生鋰離子和電子,鋰離子、電子與空氣中的氧分子進行還原反應,從而產生電能。由于空氣隨處可得,人們可把鋰空氣電池做得更輕、更小,不必再擔心燃料儲存空間的問題。

 

    高效的太陽能電池:轉化效率高

 

目前商用的太陽能電池板將太陽能轉化為電能的效率不足25%。美國國防部高級研究計劃局(DARPA)正在進行的“超高效太陽能電池(VHESC)”研發項目或許可以讓人們得到轉化率高達40%甚至更高的太陽能電池,徹底改變電力的生產方式。

 

    先進的核能:惰性氣體做冷卻劑

 

要讓核反應堆工作并確保安全,冷卻是一個必不可少的過程。大部分核反應堆都使用大量水做冷卻劑。而新的核反應堆則可能用惰性氣體代替水做冷卻劑或者用對流代替水泵。(記者 劉霞 綜合外電)