電力科技信息

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用。現(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，提高其導電性；然后加入碲化鍶，降低其導熱性；還在材料上開了許多縫隙，進一步降低導熱性，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)物理學家組織網(wǎng)報道，韓國LG化學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》。

“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。”俄勒岡州立大學生物與生態(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。“我們初步打算與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。”HongLiu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)代表律師擔心，波浪能技術(shù)可能會重復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)上是風能的積累。在西北太平洋，持續(xù)的風能產(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)