海水和湿度启发了新的发电方式

世界各地的研究人员都在研究产生大量电能的新方法,这些电能是向数据驱动型社会转变所必需的。

由于全球数据使用量的增加,未来可能会出现电力供应不足的情况,这促使研究人员创造性地提出了一系列新的、经过改进的发电和存储能源的方法。

正在进行的项目包括使用海水做电池;捕捉环境湿度;大规模的水电蓄水系统;以及夜间工作的太阳能电池板。以下是一些详细信息:

基于海水的电池

南丹麦大学(University of Southern Denmark)说,海水将提供“超级电池”。 那里的研究人员一直在研究如何使用海水中丰富的钠替代电池中的锂。

“钠是一种非常容易获得的资源,”学校在一份新闻稿中说,它可以很容易地从海水中提取出来。另一方面,锂是一种有限的资源,在世界上只有少数几个地方可以开采,该大学物理、化学和药学系的研究负责人多尔斯博姆霍尔德·拉文斯克(dorthebomholdtravnsbæk)说。基于海水的电池也将减少对用于锂电池的钴的需求。丹麦的研究小组(与麻省理工学院合作)认为,他们已经研制出一种新的以锰为基础的电极材料,这将使海水电池最终可行。

利用环境湿气发电

一些科学家说,用生物电子技术捕获的湿气最终可能成为传感器的可行电源。

马萨诸塞大学的研究人员在《自然》杂志上发表的一篇文章中指出:“从环境中获取能源为自我维持的系统提供了清洁能源的前景。”然而,已知技术往往有限制性的环境要求,例如必须安装在室外的太阳能板,这限制了其发电潜力。

利用薄膜、蛋白质纳米线收集水分,对环境没有严格的要求。可从正常环境空气中的湿气中获得约0.5伏的持续电压。阿默斯特集团(Amherst)声称:“连接几个设备可以线性地增大电压和电流,从而为电子设备供电。”“我们的研究结果证明了持续能源收集策略的可行性,与其他可持续发展的方法相比,这种策略较少受到地点或环境条件的限制。”

季节性抽水蓄能

国际应用系统分析研究所(International Institute for Applied Systems Analysis)的科学家说,内陆蓄水可以解决更大规模的可再生能源问题。

与使用化石燃料相比,从环境中收集电力的一个大问题是在哪里储存正在产生的动态电力。奥地利组织认为,水力发电系统应该用来容纳可再生能源。首先,它很便宜。此外,该组织声称,季节性抽水蓄能(SPHS)比风能或太阳能更好,因为它不仅能根据需要实时发电,而且不受变化的影响,例如,不需要有风的日子。

当水流量大而电力需求低时,SPHS通过将水抽入大坝附近的河流水库来运行。当能源需求增加时,水可以通过类似于水力发电的涡轮机流出水库,由此产生电。该组织在与刚刚发布的一项研究相关的新闻稿中说,这项技术非常经济,甚至包括所需的土地购买、挖掘和隧道开挖。

夜间,反太阳能电池anti-solar cells

与普遍的看法相反,光伏太阳能电池板实际上不需要充足的阳光即可发挥作用。云层覆盖的情况下某些设备也能工作正常,只是效果不佳。 但是,夜间光伏发电则更为激进:

加州大学戴维斯分校电气与计算机工程系的杰里米·蒙迪(Jeremy Munday)和特里斯坦·德普(Tristan Deppe)说,应该将地球用作热源,将夜空用作散热器。他们在美国化学会的ACS Photonics发表的论文摘要中分享了夜间光伏电池的想法。

他们的建议是使用热辐射光伏电池,将深空辐射冷却与光伏电池结合使用。电流是通过红外光(或换句话说,热量)辐射到极冷的深空中而产生的。

Munday在谈到加州大学戴维斯新闻的一篇文章说:“类似于普通太阳能电池的工作原理,但恰恰相反。”

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