《IT经理世界》:电池星球

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设想一下,有朝一日,地球被超级电网和太阳能薄膜电池包裹起来,并且像植物一样,通过光合作用就能满足自身和其上生命体活动所需的一切能量.
这一设想是否过于“天方夜谭”?看了下面的消息你或许会改变态度,也许我们离地球变成一枚大蓄电池的那一天并没有想的那么遥远!

尽管面临经济萧条和石油价格大幅回落,但是刚刚过去的2008年,欧盟的清洁能源战略还是跨出了一大步──确定了超级电网的建设计划,这对可再生能源行业是一项重大利好. 用英国风能协会发言人Nick Medic的话说:“这将意味着如果英国的风太少,那就让德国海岸上的风吹过来.”而在北美,虽然还没有出台类似的超级电网计划,不过奥巴马也表现出了对电动车、清洁能源的情有独钟.在有“创新发动机”之称的美国大学中,清洁能源技术的创新更是方兴未艾,挑战着我们的想象力.

太阳能电池无处不在

加州大学洛杉矶分校的研究员希望,未来的太阳能电池能从五金店购买到,像纸一样贴到你想贴的任何地方.

近来,他们的一项研究将这一梦想又向前推进了一步.该校研究人员在其研究报告中描述了一种新的聚合材料,它比起以前的材料,大大提高了太阳能的吸收和转化能力.与以往的硅基太阳能电池不同,在这种材料的分子结构中,碳原子代替了硅原子,并且显著改善了光电性能.这种含有silole分子的聚合物也能够被结晶化,使它具备成为高效太阳能电池成分的潜质.

更令人兴奋的是,这种新材料重量轻,成本低,比起传统硅基太阳能电池,它们既廉价又环保.这使其像许多塑料制品一样,可以应用于包装材料和廉价产品上,比如绝热器、制管、家用产品和玩具.研究员陈翔宇(音)说:“我们希望太阳能电池有朝一日能像纸一样薄,能够在贴在你想贴的任何地方!”杨阳教授也表示:“我们希望它能运用到更广阔的领域,而不是只限于安装在屋顶.想象一下,房子和汽车都覆盖着可灵活安装和拆卸的太阳能薄膜,并为它们供应能量.让太阳能电池无所不在是我们的梦想.”

实际上,这种聚合塑料的太阳能电池技术已经存在了好多年,但它们的效能一直很低.杨阳小组的报告称,这种材料的光电转化率在实验室中达到 5.1%,并在几个月后,又将其提高至了5.6%.杨教授团队的另一名研究员侯建辉(音)说:“我们的理想是将太阳能电池的效率提高到10%以上.我们知道有这个潜能.”

杨教授介绍,先前该聚合体的合成过程非常复杂.我们能够简化程序,使得规模化生产更为容易.因此,这项研究得到了Solarmer能源公司和加州大学发现奖助金的赞助.Solarmer能源公司最近获得了加州大学洛杉矶分校的授权,致力于将这一技术商业化.

光合作用储能

自然界的绿色植物依靠光合作用将太阳能转换为自身可利用的能源,人类是否可以模拟这一过程,把白天获得但没有利用的太阳能储存起来,到了晚上再使用呢?

麻省理工学院的丹尼尔·诺克亚和马瑟维·坎南,受到植物光合作用的启发,开发了一种利用太阳能把水分解成氢和氧的流程.氢和氧随后在燃料电池中再结合,这样就可以不分白天黑夜地产生无碳的电力,供应居民用电或是电动汽车.

研究人员解释说,这个流程的关键环节是一个催化过程──放置在水中的钴金属、磷和电极组成一个催化器,从水中产生氧气,同时,另一个催化剂产生氢气.当电流流过电极──这个电流可以来自于光伏电池板或是风能涡轮机,钴和磷在电极表面沉积成薄层,同时产生氧气.结合能从水中产生氢气的催化剂(如铂),这个系统就能复制在光合作用中所发生的水分解反应.

诺克亚说,这个新的催化剂工作在中性PH和室温条件下,所以很快能投入实际应用.但是,目前市面上提供的工业用电分解水的电解槽都太昂贵,并且需要一个不适合光合作用操作的高碱性的(非良性)环境,这些并不适合用于人工光合作用.由于这些原因,还需要更多工程学方面的工作来整合这一新技术.

“这只是一个开始,科学界刚刚开始着手这个工作.”诺克亚说.他希望10年内家庭用户都能通过伏打电池在白天提供电力,而使用额外的太阳能产生的氢气和氧气来给他们的家庭燃料电池供能.从中心通过电线供电的事情将成为历史.这个项目是麻省理工学院(MIT)能源创新计划的一部分,这个能源创新计划目的在于帮助转化全球能源系统,以应对未来的需求.
http://www.cnbeta.com/articles/73972.htm