太陽能電池——環保持久
太陽能是太陽內部連續不斷的核聚變反應過程產生的能量,是地球上最便捷、最直接的能源,不僅潔凈環保,而且取之不盡、用之不竭。從某種程度上說,我們現在所使用的所有能源其根源都是太陽能,而我們人類對太陽能的利用也有上千年的歷史,發展到今天已出現了太陽能的光熱利用、光電利用和光化學利用等多種形式。
太陽能電池種類很多,目前應用最多、技術最成熟的是晶體硅太陽電池,目前占到市場份額的90%,它的轉化效率也最高,實驗室多晶硅太陽電池的一般效率已達到20.3%,工業上生產的多晶硅太陽電池的效率也可以達到13%-16%,而且生產技術成熟,質量穩定,即便使用20年,轉換效率相對于出廠時也僅僅下降20%。但由于多晶硅太陽電池的材料價格居高不下,加之工藝繁瑣,限制了其大規模推廣應用的要求。
為了進一步提高效率,降低成本,科學家采用了不同的材料和方法利用太陽能。2009年3月,澳大利亞莫納什大學(Monash University)的研究人員研發出了聚合物太陽能電池——一款超薄柔性太陽能電池。這種電池和一頁紙一樣薄,能隨意彎曲,非常輕便易于攜帶運輸。而且它部分透明,可以安裝在玻璃和窗戶上,拓寬了應用范圍。因為它能漂浮于水面上,所以既可以覆蓋水面又不影響正常發電。
而美國特拉華大學科研人員瞄準了新型的橫向光學聚焦系統。今年早些時候,他們宣布最新研制的超高效硅太陽能電池,在標準的陸地日光條件下,其太陽能轉換效率高達42.8%。相對于傳統太陽能電池,轉換效率高出約30%。該系統將吸收到的光束分配于不同的感光材料,能覆蓋全部太陽光譜,大大提高了對太陽光的利用率。而且,該系統還有一個靜止的寬接收角光學系統,可以接收更多的太陽光。這種固定化而不需要復雜跟蹤裝置的設備,使其更容易地被安裝于手提電腦等便攜設備。
據預測,未來幾年光伏產業的增長率至少是30%以上,市場前景廣闊。
活的電池——生物技術完美體現
除了剛才提到的已產業化的鋰電池、燃料電池和太陽能電池等新型電池,科研人員還在積極研發其他類型的電池。比如從生命當中汲取靈感,制備了“活的”生物電池。
在今年2月的“FCexpo2009國際氫·燃料電池展”上,索尼公司展示了相當前沿的糖生物電池。在現場演示中,只需注入普通的可樂就可以發電。這種電池是利用酶分解葡萄糖,提取電子和氫離子進行發電。
早在2007年,索尼公司就曾經發布了一款用葡萄糖(Glucose)做能量來源的生物電池,它以酶為催化劑,從碳水化合物如葡萄糖中產生電力。在今年的新款中,單位體積功率密度提高了1倍,從50mW/40cc提升為70mW/28cc,以前4節電池才能驅動的Walkman揚聲器現在只需3節即可。
這種電池更加環保,產物是水,而且酶可以再生,降低了價格。索尼公司看準了生物電池的光明前景,準備在續航能力等方面再加大投入研發,一場電子設備的革命正悄悄來臨。或許將來的某一天,我們手中的可樂也可以幫助自己的汽車行駛幾百公里。
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