太阳能技术突破
21世纪再生能源政策网(REN21)的一份报告显示,全球在可再生能源方面的投资提高了32%,达到创纪录的2110亿美元。尽管美国在清洁能源发展方面并不积极,但从全球范围看,这方面呈现出大跨步前进的局面。太阳能的增长速度尤其突出,过去三年间生产每千瓦电的费用大大下降,很多地方的太阳能开始与火电展开激烈竞争。随着太阳能技术的不断进步,它的生产成本还会继续下降。
更令人欣喜的是,过去几个月,科学家在太阳能技术方面又取得了多个重大突破。如果这些技术进入实用阶段,这将意味着太阳能的生产成本将低于燃煤,也更加安全。以下是其中五项最令人瞩目的太阳能技术突破。
1.纳米模板分子储存太阳能
麻省理工学院副教授杰弗里·格罗斯曼和其他人一起成功研制出一种名叫偶氮苯的新分子,他们利用碳纳米管制成这种分子,这样它们就可以无限期地“锁住”储存的太阳热能。这些分子具有改变太阳能的非凡能力,储存的能量密度可与锂离子电池相媲美。正如格罗斯曼所说:“你获得一种既能转化能量,又能储存能量的材料。它非常耐用,不会降解,而且价格也非常便宜。”
2.可在任何物体上印刷的太阳能电池
麻省理工学院的凯伦·格里森教授领导的一个科研小组,已经找到可以在任何物体上印刷太阳能电池的方法,他们利用低温和水蒸气取代那些需要在高温环境下才能发挥作用的价格高昂的可降解基底材料。这种方法印刷的纸电池极其耐用,可以随意折叠、展开超过1000次,它也不会失去作用。
3.平板里的太阳热能
陈刚教授一直在研究一种生产太阳能的新方法--微型太阳热(microsolarthermal)。从理论上来说,它产电的效率是全球最好的太阳能电池板的8倍。收集太阳热往往需要利用巨大的镜子阵列让蒸汽轮机转动起来。陈刚的系统与典型的太阳能电池板的大小和形状差不多,它利用纳米结构的温差发生器捕捉照射在电池板上的阳光产生的热。由于这是一个热过程,因此电池板即使在阴天,也能被周围阳光加热,而且可以用价格非常低廉的材料制造这种电池板。
4.病毒提高纳米太阳能电池的效率
麻省理工学院的研究生最近利用一种名叫M13的病毒,将碳纳米管的光电转换效率提高三成。从某种意义上来说,这种病毒的作用就像一个微型机床,它把纳米管的光电转换效率由普通太阳能电池的8%提高到10.6%,提高将近三分之一。
5.透明太阳能电池可把窗户变成发电机
世界各地的城市处处都有玻璃的身影。如果所有这些玻璃都能在保持透明的前提下,利用阳光产生能量,结果会如何呢?这个想法目前已经变成现实,不过现在它的效率还非常低(低于1%),而且它会阻挡太多的阳光,导致窗户的功效大打折扣。
电机工程教授弗拉迪米尔·布罗维克已经在这方面取得突破性进展,他通过在窗玻璃上粘贴一种新型透明有机太阳能电池薄膜,令这种薄膜技术的安装费用降低了三分之二。麻省理工学院的科研小组认为,它在减少薄膜太阳能电池的成本的同时,光电转换效率会提高到12%。
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