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五大创新性能源技术突破

来源:科技日报 作者: 2013-8-15
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摘要: 据英国《经济学家》杂志网站近日报道,以下5大创新性能源技术突破将有助于改变目前人类以化石能源为主的现状,改变我们获取能源的方式,确保我们的能源安全。锂空气电池的蓄电能力为性能最好的锂离子电池的10多倍。...


    据英国《经济学家》杂志网站近日报道,以下5大创新性能源技术突破将有助于改变目前人类以化石能源为主的现状,改变我们获取能源的方式,确保我们的能源安全。

    藻类制造的生物燃料:能效高

    用玉米或甘蔗等可食用的农作物来制造生物燃料存在两大弊端:一是与粮争地,与人争食,对现在人类业已不堪重负的粮食危机来说无疑是雪上加霜;另一方面也将给淡水供应带来巨大压力。藻类受命于危难之中,挺身而出。海藻不会占用土地和淡水,不与人争粮,不与粮争地,只要有阳光和海水就能生长,甚至在废水和污水中也能生长。

    科学家们的测算表明,每英亩藻类能生成数千加仑的汽油,而同样大小的土地种植出来的农作物才能生产区区数百加仑汽油,完全不可同日而语。不过,现在科学家们面临的问题是,如何以更经济可行的办法进行规模化生产。

    液态金属电池:个头小,储能强

    目前,科学家们还没有研制出在电网中大规模存储电能的高性价比方法,这成为各种可再生能源发展的桎梏。美国麻省理工学院(MIT)的液态金属电池似乎是一种比较好的解决办法。

    据国外媒体报道,MIT材料科学与工程教授唐纳德·沙德维领导的研究团队,已经成功制造出了液态金属电池。液态金属电池的构造其实很简单,两边为液态金属电极,中间夹着熔盐。在未来某一天,液态金属电池有望产生像太阳能这样的可再生能源,使太阳能电池板和风力涡轮机上的能量存储变得更容易,有助于科学家们建造更可靠的电网。

    锂空气电池:蓄电能力为锂电池的10倍

    目前人们广泛使用的锂离子电池在化学组成上缺乏汽油的能量密度,当电动汽车使用这种电池时,一次充电只能行驶有限的里程,因此,锂离子电池需要更好的化学组成成分。

    锂空气电池——用空气中的氧气取代了金属氧化物——应运而生。锂空气电池的蓄电能力为性能最好的锂离子电池的10多倍。锂空气电池的发电原理是,将锂金属氧化产生锂离子和电子,锂离子、电子与空气中的氧分子进行还原反应,从而产生电能。由于空气随处可得,人们可把锂空气电池做得更轻、更小,不必再担心燃料储存空间的问题。

    高效的太阳能电池:转化效率高

    目前商用的太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率不足25%。美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在进行的“超高效太阳能电池(VHESC)”研发项目或许可以让人们得到转化率高达40%甚至更高的太阳能电池,彻底改变电力的生产方式。

    先进的核能:惰性气体做冷却剂

    要让核反应堆工作并确保安全,冷却是一个必不可少的过程。大部分核反应堆都使用大量水做冷却剂。而新的核反应堆则可能用惰性气体代替水做冷却剂或者用对流代替水泵。


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