太陽能電池——環(huán)保持久
太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程產(chǎn)生的能量,是地球上最便捷、最直接的能源,不僅潔凈環(huán)保,而且取之不盡、用之不竭。從某種程度上說,我們現(xiàn)在所使用的所有能源其根源都是太陽能,而我們?nèi)祟悓μ柲艿睦靡灿猩锨甑臍v史,發(fā)展到今天已出現(xiàn)了太陽能的光熱利用、光電利用和光化學(xué)利用等多種形式。
太陽能電池種類很多,目前應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的是晶體硅太陽電池,目前占到市場份額的90%,它的轉(zhuǎn)化效率也最高,實驗室多晶硅太陽電池的一般效率已達到20.3%,工業(yè)上生產(chǎn)的多晶硅太陽電池的效率也可以達到13%-16%,而且生產(chǎn)技術(shù)成熟,質(zhì)量穩(wěn)定,即便使用20年,轉(zhuǎn)換效率相對于出廠時也僅僅下降20%。但由于多晶硅太陽電池的材料價格居高不下,加之工藝繁瑣,限制了其大規(guī)模推廣應(yīng)用的要求。
為了進一步提高效率,降低成本,科學(xué)家采用了不同的材料和方法利用太陽能。2009年3月,澳大利亞莫納什大學(xué)(Monash University)的研究人員研發(fā)出了聚合物太陽能電池——一款超薄柔性太陽能電池。這種電池和一頁紙一樣薄,能隨意彎曲,非常輕便易于攜帶運輸。而且它部分透明,可以安裝在玻璃和窗戶上,拓寬了應(yīng)用范圍。因為它能漂浮于水面上,所以既可以覆蓋水面又不影響正常發(fā)電。
而美國特拉華大學(xué)科研人員瞄準(zhǔn)了新型的橫向光學(xué)聚焦系統(tǒng)。今年早些時候,他們宣布最新研制的超高效硅太陽能電池,在標(biāo)準(zhǔn)的陸地日光條件下,其太陽能轉(zhuǎn)換效率高達42.8%。相對于傳統(tǒng)太陽能電池,轉(zhuǎn)換效率高出約30%。該系統(tǒng)將吸收到的光束分配于不同的感光材料,能覆蓋全部太陽光譜,大大提高了對太陽光的利用率。而且,該系統(tǒng)還有一個靜止的寬接收角光學(xué)系統(tǒng),可以接收更多的太陽光。這種固定化而不需要復(fù)雜跟蹤裝置的設(shè)備,使其更容易地被安裝于手提電腦等便攜設(shè)備。
據(jù)預(yù)測,未來幾年光伏產(chǎn)業(yè)的增長率至少是30%以上,市場前景廣闊。
活的電池——生物技術(shù)完美體現(xiàn)
除了剛才提到的已產(chǎn)業(yè)化的鋰電池、燃料電池和太陽能電池等新型電池,科研人員還在積極研發(fā)其他類型的電池。比如從生命當(dāng)中汲取靈感,制備了“活的”生物電池。
在今年2月的“FCexpo2009國際氫·燃料電池展”上,索尼公司展示了相當(dāng)前沿的糖生物電池。在現(xiàn)場演示中,只需注入普通的可樂就可以發(fā)電。這種電池是利用酶分解葡萄糖,提取電子和氫離子進行發(fā)電。
早在2007年,索尼公司就曾經(jīng)發(fā)布了一款用葡萄糖(Glucose)做能量來源的生物電池,它以酶為催化劑,從碳水化合物如葡萄糖中產(chǎn)生電力。在今年的新款中,單位體積功率密度提高了1倍,從50mW/40cc提升為70mW/28cc,以前4節(jié)電池才能驅(qū)動的Walkman揚聲器現(xiàn)在只需3節(jié)即可。
這種電池更加環(huán)保,產(chǎn)物是水,而且酶可以再生,降低了價格。索尼公司看準(zhǔn)了生物電池的光明前景,準(zhǔn)備在續(xù)航能力等方面再加大投入研發(fā),一場電子設(shè)備的革命正悄悄來臨?;蛟S將來的某一天,我們手中的可樂也可以幫助自己的汽車行駛幾百公里。
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