美国ups电池用太阳光和二氧化碳来驱动汽车
多年来,科学家和工程师为我们构想了一幅幅美妙画面:太空中,卫星吸收太阳光的能量,再将能量束传导回地面上的接收站;飘浮在大气层中的风力发电机……然而,幻想总要落实到现实。最近一些可观的政府或私人资金投入了这些研究,来帮助关键领域中各种各样的长远技术研发。接下来介绍的这些项目,都是最有可能得到回报的范例。当然,前提是它们的发明者能跨过重重障碍,并最终使科学成果投入大规模生产。
磁体制冷机
在传统制冷机中,核心部件是压缩机。而在磁体制冷机中,核心部件是带动圆盘旋转的马达,而马达通常要比压缩机的能量效率高得多。美国宇航公司的目标是在2013年制造出一台原型机,能在达到同样制冷能力的情况下将耗电量降低1/3。磁体制冷机还有一个额外的显著优点:它只是用水来输送热量,“你没法找到比水更环保的材料了,”美国宇航公司技术中心经理史蒂文·雅各布斯(StevenJacobs)说。
这样产生的氢气—一氧化碳混合气体被称为合成气(sy7大颠覆性技术破解能源危机_电池ngas),它是化石燃料、化工原料甚至塑料在分子层面的基本原料。燃烧生成的合成气所释放的二氧化碳,还能被该过程全部吸收。美国高级研究计划局能源项目部主任阿伦·麦琴达尔(ArunMajumdar)评论说,这种太阳能燃料系统“可谓一石四鸟”,即带给我们更清洁的能源供应,更高的能源保障,更低的二氧化碳排放和更小的气候变化影响。
通用汽车公司制造的原型机由一条仅10克重的合金带来产生两瓦特功率,可以点亮一盏小灯。布朗声称,10年内,这种发电机产生的功率就会提高到商用的标准。他还补充说,为家用电器或发电厂冷却塔安装这种记忆合金热力发电机,不存在任何技术障碍。该项目的合作者、美国HRL实验室的材料科学家杰夫·麦克奈特(GeoffMcKnight)说,这种合金为先前被认为是无法实现的一些应用领域开辟了新天地,因为即使温差只有10℃,它们也可以使用。
自然界中,太阳的光和热源自核聚变;氢弹的能量也来自核聚变。物理学家和工程师数十年来也一直在努力研究如何通过核聚变发电。现在,研究人员能够轻松制造出可控核聚变反应——只要让氢原子核足够猛烈地碰撞压缩到一起,它们就会融合,并释放出中子和能量。然而,要让核聚变用于发电,就必须做到更高效,以使反应所释放的能量大于触发反应(被称为“点火”)所需的能量,这是科学界的一道难题。
家用电器
利用原本危险的核废料作燃料,建成一个核裂变反应堆——它先由激光驱动产生核聚变爆炸,再由爆炸触发裂变反应,于是产生出一种新能量;而一种新的设备能将阳光和二氧化碳转化为燃料,取代汽油。
热力发电机
计算机模型能否最终变成在路上跑的实际产品,我们还不得而知。“波—转子技术的应用可能会很困难,”丹尼尔·E·帕克森(DanielE.Paxson)说,他在美国航空航天局戈兰研究中心(NASAGlennResearchCenter)从事流体模型设计。帕克森认为,密歇根州立大学的研究“毫无疑问是超前了”。他的评论既包含着务实的怀疑,更有从创新角度的赞赏。“无论最终的结果是什么,我确信他们都会学到很多”。
许多人都在研究如何更有效地利用可再生能源及如何提高能源效率,这固然很好,然而,大多数研究成果可能只是对现有技术设备的一些有限改进。我们需要从根本上彻底改变能源开发和利用的现状。
新反应堆
汽车油耗将降低80%
形状记忆合金利用废热带来额外能量
排放处理更清洁的煤炭撰文迈克尔·勒莫尼克(MichaelLemonick)