太陽能技術(shù)突破
21世紀(jì)再生能源政策網(wǎng)(REN21)的一份報告顯示,全球在可再生能源方面的投資提高了32%,達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的2110億美元。盡管美國在清潔能源發(fā)展方面并不積極,但從全球范圍看,這方面呈現(xiàn)出大跨步前進的局面。太陽能的增長速度尤其突出,過去三年間生產(chǎn)每千瓦電的費用大大下降,很多地方的太陽能開始與火電展開激烈競爭。隨著太陽能技術(shù)的不斷進步,它的生產(chǎn)成本還會繼續(xù)下降。
更令人欣喜的是,過去幾個月,科學(xué)家在太陽能技術(shù)方面又取得了多個重大突破。如果這些技術(shù)進入實用階段,這將意味著太陽能的生產(chǎn)成本將低于燃煤,也更加安全。以下是其中五項最令人矚目的太陽能技術(shù)突破。
1.納米模板分子儲存太陽能
麻省理工學(xué)院副教授杰弗里·格羅斯曼和其他人一起成功研制出一種名叫偶氮苯的新分子,他們利用碳納米管制成這種分子,這樣它們就可以無限期地“鎖住”儲存的太陽熱能。這些分子具有改變太陽能的非凡能力,儲存的能量密度可與鋰離子電池相媲美。正如格羅斯曼所說:“你獲得一種既能轉(zhuǎn)化能量,又能儲存能量的材料。它非常耐用,不會降解,而且價格也非常便宜。”
2.可在任何物體上印刷的太陽能電池
麻省理工學(xué)院的凱倫·格里森教授領(lǐng)導(dǎo)的一個科研小組,已經(jīng)找到可以在任何物體上印刷太陽能電池的方法,他們利用低溫和水蒸氣取代那些需要在高溫環(huán)境下才能發(fā)揮作用的價格高昂的可降解基底材料。這種方法印刷的紙電池極其耐用,可以隨意折疊、展開超過1000次,它也不會失去作用。
3.平板里的太陽熱能
陳剛教授一直在研究一種生產(chǎn)太陽能的新方法--微型太陽熱(microsolarthermal)。從理論上來說,它產(chǎn)電的效率是全球最好的太陽能電池板的8倍。收集太陽熱往往需要利用巨大的鏡子陣列讓蒸汽輪機轉(zhuǎn)動起來。陳剛的系統(tǒng)與典型的太陽能電池板的大小和形狀差不多,它利用納米結(jié)構(gòu)的溫差發(fā)生器捕捉照射在電池板上的陽光產(chǎn)生的熱。由于這是一個熱過程,因此電池板即使在陰天,也能被周圍陽光加熱,而且可以用價格非常低廉的材料制造這種電池板。
4.病毒提高納米太陽能電池的效率
麻省理工學(xué)院的研究生最近利用一種名叫M13的病毒,將碳納米管的光電轉(zhuǎn)換效率提高三成。從某種意義上來說,這種病毒的作用就像一個微型機床,它把納米管的光電轉(zhuǎn)換效率由普通太陽能電池的8%提高到10.6%,提高將近三分之一。
5.透明太陽能電池可把窗戶變成發(fā)電機
世界各地的城市處處都有玻璃的身影。如果所有這些玻璃都能在保持透明的前提下,利用陽光產(chǎn)生能量,結(jié)果會如何呢?這個想法目前已經(jīng)變成現(xiàn)實,不過現(xiàn)在它的效率還非常低(低于1%),而且它會阻擋太多的陽光,導(dǎo)致窗戶的功效大打折扣。
電機工程教授弗拉迪米爾·布羅維克已經(jīng)在這方面取得突破性進展,他通過在窗玻璃上粘貼一種新型透明有機太陽能電池薄膜,令這種薄膜技術(shù)的安裝費用降低了三分之二。麻省理工學(xué)院的科研小組認(rèn)為,它在減少薄膜太陽能電池的成本的同時,光電轉(zhuǎn)換效率會提高到12%。
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