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新型熱電材料實現(xiàn)迄今最高“熱變電”效率

電腦等設(shè)備在使用中發(fā)熱是人們熟悉的現(xiàn)象，這是因為部分電能變成了熱能，那么能不能反過來把熱能直接變成電能呢？一項最新研究認為，這種熱電材料的研究取得了突破，得到了具有迄今最高“熱變電”效率的材料。

熱電材料不同部位的溫度不一樣，電子就會順著溫差從一端跑到另一端，由此產(chǎn)生的電流可以作為電源。但是過去的熱電材料把熱能轉(zhuǎn)換為電能的效率都不高，大多只有約5%～7%，這限制了熱電材料的應(yīng)用?，F(xiàn)在只有一些很特殊的場合才使用熱電材料，比如正在火星上考察的 “好奇”號火星車就用到了熱電材料。

新一期英國雜志刊登報告說，美國西北大學(xué)等機構(gòu)研究人員開發(fā)出了新型熱電材料。這種材料的基礎(chǔ)是碲化鉛，它本身就具有熱電轉(zhuǎn)換性質(zhì)，研究人員又進行了一系列改造，先在其中加入鈉原子，提高其導(dǎo)電性；然后加入碲化鍶，降低其導(dǎo)熱性；還在材料上開了許多縫隙，進一步降低導(dǎo)熱性，而電子仍能移動。最后得到的新材料熱電轉(zhuǎn)換效率達到15%。

據(jù)介紹，這是熱電材料中迄今最高的“熱變電”效率，研究人員認為，在這個效率的基礎(chǔ)上，也許2～3年后就能開發(fā)出一些應(yīng)用這種熱電材料的實用產(chǎn)品。

摘編自互聯(lián)網(wǎng)

韓國開發(fā)出電纜形柔性鋰離子電池

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，韓國LG化學(xué)公司的研究人員日前稱，他們開發(fā)出一種外形如同電線的柔性鋰離子電池。這種電池具有極好的柔韌性，能夠經(jīng)得起較大幅度的彎曲和變形，甚至在打結(jié)后仍然能夠正常工作。這一成果有望突破現(xiàn)有移動電子產(chǎn)品的設(shè)計瓶頸，為可彎曲折疊的手機和電腦的出現(xiàn)鋪平道路。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《先進材料》雜志上。

傳統(tǒng)的鋰離子電池體積大，在整體體積和重量中占有很大的比例，一直以來都是制約移動電子設(shè)備設(shè)計和發(fā)展的一大障礙。早在幾年前，就有專家預(yù)言，可彎曲或穿戴的柔性電子產(chǎn)品將成為下一代電子產(chǎn)品的主流。而在此之前，必須首先研發(fā)出可彎曲的柔性電池。

此前雖然也有不少柔性電池問世，但這些電池多是平板狀，且容量較為有限。相比之下，由LG化學(xué)公司開發(fā)的這種線纜形柔性鋰離子電池則更為靈活，能夠更好地融入產(chǎn)品的設(shè)計當(dāng)中。

研究人員稱，這種原型電池具有極好的柔韌性，并能承受一定程度的拉伸。實驗時用一段長度為25 cm的電纜形鋰離子電池，分別驅(qū)動了一個小型MP3和一塊紅色的LED顯示屏。

研究人員稱，這種電池的普及將有可能讓現(xiàn)有移動設(shè)備的外觀發(fā)生極大的改變。在便攜式電子設(shè)備領(lǐng)域，最主要的限制因素就是電池的形狀。這一難關(guān)被攻破后，將為產(chǎn)品的設(shè)計和創(chuàng)新開辟出新的道路。目前，他們正在對一種新型陽極材料進行測試，以使電池獲得更大的容量和更快的充電速度。下一步，他們的目標是盡快實現(xiàn)這種電池的批量生產(chǎn)。

據(jù)了解，LG化學(xué)公司長期以來致力于電池的研發(fā)，從1999年起開始大規(guī)模生產(chǎn)鋰離子電池。截至2008年，LG化學(xué)公司已成為韓國第二、全球第四大鋰離子電池制造商。

摘編自互聯(lián)網(wǎng)

污水發(fā)電技術(shù)將走出實驗室

近日，美國俄勒岡州立大學(xué)的工程師們在改善微生物燃料電池性能方面取得突破。他們研制出一種可以直接利用污水來發(fā)電的新型微生物燃料電池，這或許會使今后的污水處理廠在用電方面不但可以自給自足，甚至還能夠向外供電。

相比傳統(tǒng)微生物燃料電池，這種新型電池的發(fā)電效率可高出10～100倍。研究者表示，這項既可以處理污水又可以發(fā)電的技術(shù)將徹底改變?nèi)蛭鬯幚順I(yè)，替代目前已經(jīng)使用了近一個世紀的活性污泥處理法。在美國國家科學(xué)基金會資助下，相關(guān)成果日前發(fā)表于專業(yè)期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》。

“如果該技術(shù)能夠商業(yè)化，污水處理廠將從耗電大戶變成發(fā)電大戶?！倍砝諏萘⒋髮W(xué)生物與生態(tài)工程系副教授HongLiu說：“它將產(chǎn)生世界性影響，節(jié)省大量資金，并促進能源的可持續(xù)利用。”

據(jù)專家估計，在歐美發(fā)達國家，每年有約3%的電力用于污水處理，不但消耗了大量燃料，還導(dǎo)致了溫室氣體的排放。若這項新技術(shù)能發(fā)揮其最大潛力，理論上將提供數(shù)倍于目前污水處理廠所消耗的電能，且不排放任何溫室氣體。

實際上，科學(xué)家?guī)资昵熬鸵呀?jīng)發(fā)現(xiàn)某些微生物具有發(fā)電的能力，而該校研究人員幾年前已經(jīng)開發(fā)出了此項技術(shù)的原型，但當(dāng)時的技術(shù)并不能產(chǎn)生足夠的電力。

通過不斷的改進，如縮小正負極的間距，培養(yǎng)更有效的微生物以及采用一種新型分離材料，目前的技術(shù)可以從每立方米的污水中生產(chǎn)出2 kW的電能，其效率遠超現(xiàn)有微生物電池。

同時，相對于另一種利用污水來發(fā)電的方法沼氣發(fā)電法，此項技術(shù)不僅效率更高，而且不會產(chǎn)生硫化氫、甲烷等有害氣體或溫室氣體。

目前，該技術(shù)已經(jīng)在實驗室得到充分驗證，HongLiu表示，下一步將尋找合適的實際測試對象?！拔覀兂醪酱蛩闩c一家食品加工廠進行合作，該廠可以穩(wěn)定排放一種污染物與比例相對固定的廢水?！盚ongLiu說。

另據(jù)該校研究人員介紹，未來的研究將集中在尋找發(fā)電效率更高的微生物、降低相關(guān)材料成本等方面。

摘編自互聯(lián)網(wǎng)

美國首個商業(yè)化波浪能發(fā)電裝置即將運行

據(jù)《紐約時報》報道，美國首個獲得商業(yè)許可的并網(wǎng)波浪能發(fā)電裝置日前已經(jīng)進入了最后的測試階段，計劃于今年10月在俄勒岡州正式下水。

該裝置由海洋電力技術(shù)公司設(shè)計并獲得了美國聯(lián)邦政府的批準，并網(wǎng)之后足以為1000戶家庭提供電力。然而，漁業(yè)代表律師擔(dān)心，波浪能技術(shù)可能會重復(fù)20世紀30年代美國西北太平洋沿岸水電發(fā)展的老路。由于沒有考慮生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，水電大壩阻斷了數(shù)百萬條鮭魚回內(nèi)陸產(chǎn)卵的路線。提倡休閑漁業(yè)的“俄勒岡捕魚者”組織表示，希望波浪能的發(fā)展能夠放緩步伐，先觀測其影響。

波浪能本質(zhì)上是風(fēng)能的積累。在西北太平洋，持續(xù)的風(fēng)能產(chǎn)生了持續(xù)的波浪，形成了大片可捕獲波浪能的區(qū)域。為了保護環(huán)境，防止出現(xiàn)故障時污染海水，該公司的浮筒進行了重新設(shè)計，去除了所有液壓油。

摘編自互聯(lián)網(wǎng)