太阳能电池——环保持久
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量,是地球上最便捷、最直接的能源,不仅洁净环保,而且取之不尽、用之不竭。从某种程度上说,我们现在所使用的所有能源其根源都是太阳能,而我们人类对太阳能的利用也有上千年的历史,发展到今天已出现了太阳能的光热利用、光电利用和光化学利用等多种形式。
太阳能电池种类很多,目前应用最多、技术最成熟的是晶体硅太阳电池,目前占到市场份额的90%,它的转化效率也最高,实验室多晶硅太阳电池的一般效率已达到20.3%,工业上生产的多晶硅太阳电池的效率也可以达到13%-16%,而且生产技术成熟,质量稳定,即便使用20年,转换效率相对于出厂时也仅仅下降20%。但由于多晶硅太阳电池的材料价格居高不下,加之工艺繁琐,限制了其大规模推广应用的要求。
为了进一步提高效率,降低成本,科学家采用了不同的材料和方法利用太阳能。2009年3月,澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的研究人员研发出了聚合物太阳能电池——一款超薄柔性太阳能电池。这种电池和一页纸一样薄,能随意弯曲,非常轻便易于携带运输。而且它部分透明,可以安装在玻璃和窗户上,拓宽了应用范围。因为它能漂浮于水面上,所以既可以覆盖水面又不影响正常发电。
而美国特拉华大学科研人员瞄准了新型的横向光学聚焦系统。今年早些时候,他们宣布最新研制的超高效硅太阳能电池,在标准的陆地日光条件下,其太阳能转换效率高达42.8%。相对于传统太阳能电池,转换效率高出约30%。该系统将吸收到的光束分配于不同的感光材料,能覆盖全部太阳光谱,大大提高了对太阳光的利用率。而且,该系统还有一个静止的宽接收角光学系统,可以接收更多的太阳光。这种固定化而不需要复杂跟踪装置的设备,使其更容易地被安装于手提电脑等便携设备。
据预测,未来几年光伏产业的增长率至少是30%以上,市场前景广阔。
活的电池——生物技术完美体现
除了刚才提到的已产业化的锂电池、燃料电池和太阳能电池等新型电池,科研人员还在积极研发其他类型的电池。比如从生命当中汲取灵感,制备了“活的”生物电池。
在今年2月的“FCexpo2009国际氢·燃料电池展”上,索尼公司展示了相当前沿的糖生物电池。在现场演示中,只需注入普通的可乐就可以发电。这种电池是利用酶分解葡萄糖,提取电子和氢离子进行发电。
早在2007年,索尼公司就曾经发布了一款用葡萄糖(Glucose)做能量来源的生物电池,它以酶为催化剂,从碳水化合物如葡萄糖中产生电力。在今年的新款中,单位体积功率密度提高了1倍,从50mW/40cc提升为70mW/28cc,以前4节电池才能驱动的Walkman扬声器现在只需3节即可。
这种电池更加环保,产物是水,而且酶可以再生,降低了价格。索尼公司看准了生物电池的光明前景,准备在续航能力等方面再加大投入研发,一场电子设备的革命正悄悄来临。或许将来的某一天,我们手中的可乐也可以帮助自己的汽车行驶几百公里。
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