长天烽火全集下载:新能源科技前沿 2011-7-29

探寻动物高效利用太阳能奥秘阅读原文

　　现有的太阳能电池板的效率低的可怜，只能将24%的太阳光转化成电能。而自然界的一些动物在“搬运阳光”方面却是高手，人类利用太阳能或许能够从大自然母亲那里得到启示。

　　燕尾蝶的翅膀

　　原理：燕尾蝶吃饭的黑色鳞片不会反射任何太阳光，科学家认为这样可能可以帮助调节蝴蝶的体温。

　　启示：像飞蛾的眼睛同样的道理，蝴蝶翅膀能够提高太阳光的吸收率。扁平的结构能够帮助更好的适用于太阳能电池。

　　仿生：模拟蝴蝶翅膀的构造，在2009年，中国和日本的科学家发明了一种二氧化钛铸件，能够将太阳能电池的能量输出率提高10%。

　　飞蛾的眼睛

　　原理：飞蛾眼睛的深黑的内部结构是自然界中最少反射的表面。科学家认为，这种组织结构有利于飞蛾在夜晚保持敏感的视觉。同时，还能够使得被捕食者接收的信号反射降到最小。

　　启示：太阳能电池的表面光反射越少，能够转变的电能就越多。

　　仿生：日本的科学家就在丙烯酸树脂薄膜试图复制飞蛾眼睛的纳米尺度结构。而研究证明，这一薄膜用于太阳能电池，能够提高6%的效率。现在，这种技术正逐渐走向商业用途。

　　东方大黄蜂的条纹

　　原理：大黄蜂身上有一种叫做黄蝶呤的天然色素，使得它的腹部呈现黄色的条纹，可以产生一种生物热能使得大黄蜂保持凉爽。

　　启示：黄蝶呤是自然界中最好的太阳能电池板——能够自然地将太阳光转化成能量。

　　仿生：英国和以色列的科学家将太阳能电池的电极浸入大黄蜂身上收集的黄蝶呤溶液，遗憾的是，电池的效率只提高了不到1%。研究者增加了减反射的表面——存在于大黄蜂的外部骨骼中，就能够增加效率。现在，科学家正在寻找其他的自然界“仿生”太阳能电池板。

新型碳纤维锂空气电池问世 能量密度是锂离子电池4倍阅读原文

　　据美国物理学家组织网7月25日报道，美国科学家研制出一种新式碳纤维锂空气电池，其能量密度是现在广泛应用于手机、汽车中可充电锂离子电池的4倍，该研究发表在最新一期《能源和环境科学》杂志上。

　　去年，由麻省理工学院（MIT）机械工程和材料科学与工程系教授杨绍红（音译）领导的科研团队，通过使用稀有金属晶体，改进了锂空气电池的能量密度。从理论上来讲，锂空气电池的能量密度大于锂离子电池，因为，它用一个多孔的碳电极取代了笨重的固态电极，碳电极能通过从漂过其上方的空气中捕获氧气来存储能量，氧气与锂离子结合在一起会形成氧化锂。

　　最新研究朝前迈进了一步，制造出的碳纤维电极比其他碳电极拥有更多孔隙，因此，当电池放电时，有更多孔隙来存储固体氧化锂。

　　该论文的合作者、MIT材料科学与工程系研究生罗伯特·米切尔表示：“我们利用化学气相沉积过程种植了垂直排列的碳纳米纤维阵列，这些像毯子一样的阵列就是导电性高、密度低的储能‘支架’。”

　　另一名研究人员、MIT机械工程系的研究生贝塔·加兰特解释道，在放电过程中，过氧化锂粒子会出现在碳纤维上，碳会增加电池的重量，因此，让碳的数量最小、为过氧化锂留出足够的空间非常重要，过氧化锂是锂空气电池放电过程中形成的活性化学物质。杨绍红表示：“我们新制造出的像毯子一样的材料拥有90%以上的孔隙空间，其能量密度是同样重量的锂离子电池的4倍。而去年我们已经证明，碳粒子能被用来为锂空气电池制造有效的电极，但那时的碳结构只有70%的孔隙空间。”

　　科学家们指出，因为这种碳纤维电极碳粒子的排列非常有序，而其他电极中的碳粒子非常混乱，因此，比较容易使用扫描式电子显微镜来观察这种电极在充电中间状态的行为，这有助于他们改进电池的效能，也有助于解释为什么现有系统在经过多次充电放电循环后，性能会下降。但将这种碳纤维锂空气电池商品化还需进一步研究。

　　信息来源：科技日报

高级太阳能水池清洁器阅读原文

　　这款水池清洁器抛弃了传统水池净化所使用的氯气和除藻药。这款产品利用矿物离子电极设备来去除水池中的水藻和细菌，并利用顶部成排的太阳能电池板来为其供电。该电极插入设备可以持续使用一年，十分方便。
 

自然之光 动物身上的太阳能奥秘阅读原文

　　【光明网科技讯】现有的太阳能电池板的效率低的可怜，只能将24%的太阳光转化成电能。而自然界的一些动物在“搬运阳光”方面却是高手，人类利用太阳能或许能够从大自然母亲那里得到启示。

飞蛾的眼睛

　　原理：飞蛾眼睛的深黑的内部结构是自然界中最少反射的表面。科学家认为，这种组织结构有利于飞蛾在夜晚保持敏感的视觉。同时，还能够使得被捕食者接收的信号反射降到最小。

　　启示：太阳能电池的表面光反射越少，能够转变的电能就越多。

　　 仿生：日本的科学家就在丙烯酸树脂薄膜试图复制飞蛾眼睛的纳米尺度结构。而研究证明，这一薄膜用于太阳能电池，能够提高6%的效率。现在，这种技术正逐渐走向商业用途。

东方大黄蜂的条纹

　　原理：大黄蜂身上有一种叫做黄蝶呤的天然色素，使得它的腹部呈现黄色的条纹，可以产生一种生物热能使得大黄蜂保持凉爽。   

　　启示：黄蝶呤是自然界中最好的太阳能电池板——能够自然地将太阳光转化成能量。  

　　仿生：英国和以色列的科学家将太阳能电池的电极浸入大黄蜂身上收集的黄蝶呤溶液，遗憾的是，电池的效率只提高了不到1%。研究者增加了减反射的表面——存在于大黄蜂的外部骨骼中，就能够增加效率。现在，科学家正在寻找其他的自然界“仿生”太阳能电池板。

燕尾蝶的翅膀

　　原理：燕尾蝶翅膀的黑色鳞片不会反射任何太阳光，科学家认为这样可能可以帮助调节蝴蝶的体温。  

　　启示：像飞蛾的眼睛同样的道理，蝴蝶翅膀能够提高太阳光的吸收率。扁平的结构能够帮助更好的适用于太阳能电池。

　　仿生：模拟蝴蝶翅膀的构造，在2009年，中国和日本的科学家发明了一种二氧化钛铸件，能够将太阳能电池的能量输出率提高10%。（编译/王靖媛）

穿鞋还是赤足？水杯还是电筒？盘点户外科技阅读原文

　　龙虎网讯 在昨天举行的2011年亚洲户外用品展览会上，来自海内外的一批最新科技户外用品集体亮相。这些产品不仅仅针对“驴友”开发，普通老百姓也能从中享受到户外装备带来的舒适和方便。

太阳能水杯　还能充当手电筒

　　展会上，记者还发现，绿色环保的太阳能源被广泛开发，记者就看见一种USB接口的太阳能板。据介绍，这其实是太阳能充电器，可以直接为手机、相机等数码产品充电。除此以外，一种太阳能水杯也很有趣，将手往杯顶上一按，水杯内的灯泡就能发光，这时普通的塑料杯就摇身变成了电筒。“野外宿营时，照明很重要，这种杯子既可以喝水用也可以当手电筒，白天挂在包上可以自然充能，很方便。”

纤维造自行车　最轻车架不到两公斤

　　自行车展区上，一辆德国产的豪华自行车引得观众纷纷驻足围观。别看它个头一般，黑不溜秋，却标价75万元。
这款“车王”的神奇之处在哪儿呢？原来该车由纯碳纤维制造，经由高温高压抽取而成的碳纤维材料，其硬度能超过钢材。而一款同样由碳纤维打造的自行车，也缔造了全场的最轻车架，仅重1.8公斤。记者观察发现，该车架不同于一般车架直接焊接而成，机关在车座下，由一个减震仪联结形成所谓的“后减震车架”。

穿上五趾鞋　走到哪儿都好像“赤足”

　　你可能穿过五趾袜，但你见过五趾鞋吗？昨天的展会上，一款凸现五趾的橡胶平底鞋吸引了不少观众纷纷试穿。据该公司人员介绍，这种五趾鞋鞋底的所用橡胶曾用于制作美兵军鞋的鞋底，结实又舒适。

　　只有3.5毫米厚的鞋底，让穿着者更有“赤足”走路的感觉。负责人笑着说：“这正是我们的用意所在。我们一般人跑步走路总会存在些有悖于生理构造的姿势和习惯，普通鞋的厚鞋底刚好遮掩了肌肉的疼痛感。而这款使人接近‘赤足’运动的鞋子更有利于养成良好的走跑姿势和习惯。”

交互式LED 咖啡桌阅读原文

　　这是一个非常有趣的咖啡桌，这张咖啡桌上面一共装有640个LED灯，这是干嘛用的呢？当有手或物品触碰到咖啡桌或感应到咖啡桌相应的LED灯就会亮，触碰的距离不一样，感应的亮度和面积就不一样。

随时随地 LED毯灯阅读原文

　　LED 是现如今最热门的照明技术，不过其价格还不是很亲民，还需要一段时间的发展。今天介绍的“FLEXiT 毯灯”，采用如今流行的LED 照明（内置16颗LED），采用3个AA电池供电，全身硅胶材质，非常的柔软，可以任由你需要的形状弯曲、折叠，还有一定的防水功能。使用也很灵活，内置磁铁可以吸附在铁质的物体上，还有吊环可以挂在挂钩上。是不错的随身照明设备。

“太阳能墨水”印在纸上即可发电阅读原文

“太阳能墨水”印刷纸电池，携带轻便

　　科学网(kexue.com)讯 北京时间7月27日消息，美国麻省理工学院(MIT)研究团队最近推翻了人们对电池的想法，他们将太阳能电池制成“墨水”形式，只要印在一般纸张上，就能立即发电。MIT指出，这种技术就便宜有简单，经由打印机即可印制，“比洗照片还要容易”。

　　传统的太阳能板制作过程是要将基板暴露在腐蚀液及高温当中的，但新式“太阳能墨水”只需要使用蒸汽，以及低于摄氏120度的温度即可直接转印在纸张、布料塑胶等不同材质上。MIT工程研究院副院长卡伦·格里森(KarenGleason)表示，纸张与过去的玻璃基板相比，价格便宜1000倍。而且应用性更高。

　　实验显示，“太阳能墨水”制成的纸电池耐用性高，可以反复随意折叠，发电效能基本不损耗。此外，轻便的纸电池更便于携带，可以折起来放入口袋，使用时再摊在阳光下发电。目前研究出来的纸电池太阳能转换率不到2%，只能提供给电子闹钟等小电量的用品，未来二年内，研究人员有望能将其转换率提高到8%，这是手机、ipad这些低耗电的电子设备都将可以使用了。

SunLight多功能太阳能手电阅读原文

　　SunLight是由HermannEske(德国)设计的一款非常有创意的多用途太阳能设备，主体是一块可以卷在一起的太阳能电池板，除了能像大多数太阳能装置那样直接给电子设备充电外，它还有其特别的功能。仔细观察，你会发现它的电池板外形有其独有的特点，其背部有六个中空的小圆筒。所有的玄机就全在这些圆筒里面，它们中的任何一个都可以看做是一个由内置的两节AAAA充电电池供电的LED小手电，卷起来就是一个很赞的拥有6只LED的强力手电了。

　　需要特别强调的是SunLight所使用的是标准规格的充电电池，在我看来，这是这项设计在人性化上的一个突破，究其原因一方面是因为有太阳光的时候不需要手电照明，所以必须要有蓄电装置，另一方面是因为相对于其他规格的蓄电池，AAAA电池的使用范围无疑更加广泛。当不需要用手电的时候，把充电电池取出来就能塞进其他电子设备使用。

内蒙研究铜铟镓硒太阳能薄膜电池阅读原文

　　本项目研究的铜、铟、镓、硒薄膜太阳电池属技术集成度很高的化合物半导体光伏器件，是新一代光伏产业链的最上游产品。现在正在为产业化做准备。CIS电池产业化后将会使我区绿色能源领域又占领了一个制高点，绿色能源在我区的聚集效应将更加显著。该技术的推广将在我区建立起拥有自主知识产权和继续研发能力的新一代太阳能电池产业，促进自治区的社会经济发展。

　　本项目承担单位为内蒙古翔宇太阳光电科技发展有限公司，参加单位为南开大学。

美国斯坦福大学华人师生研发出透明锂电池阅读原文

　　在不久的将来，人们就能拥有透明的手机或电子阅读器了。

　　据《美国科学院院刊》今晨报道，美国斯坦福大学三位华人师生研发出透明锂离子电池，为全透明电子产品的诞生扫除了最后一个障碍。

　　透明电池的外形如同“透明的纱窗”，是由斯坦福大学材料科学及工程系副教授崔屹和他的博士生杨远、胡良兵等研究人员最近在实验室里完成的，它兼具多项功能和特点，功率强大，柔软度好，时尚且价廉。

　　转换思路

　　网格状的电极 让肉眼看不见

　　此前，已有几家公司成功制造出部分透明的电子产品，然而，电池中关键的活跃材料无法制造成透明状。

　　一位日本学者和美国南加州大学教授曾分别在2007年和2009年研制出透明电池，但其能量密度和储存电力尚不能提供手机等电子产品的正常使用，全透明电子设备还只是概念阶段。

　　崔屹的研究团队转换思路，通过改变电极结构的方法，让这种关键材料变得让肉眼看不见。他们研发出的透明电池的电极为网格状架构，网格中每条线的宽度约为35微米，因为单条线如此细小，光会穿过网络线之间的透明缝隙，整个网眼区域看起来就是透明的。

　　杨远解释说：“人的肉眼分辨极限在50至100微米之间，如果材料小于50微米，人眼看它就是透明的。”

　　精巧设计

　　选定弹性材料 制作透明电解液

　　为制造该透明电池，崔屹的团队做出了精巧的设计。首先，他们选定了透明而有弹性的化合物聚二甲硅氧烷，替代铜或铝等不透明的常规材料。接下来，他们将一种凝胶电解液进行了改进，使其既做电解液又做分离器。

　　通过将新的透明的电解液精确地放置在两个电极之间， 崔屹的研究团队制造出了一块功能性的透明电池，而且，可以通过添加多层让透明电池的体积更大、功能更强。只要网线能精确地匹配，透明性就能一直保持。

　　“很多层纱窗放在一起，仍然是一片薄薄的透明纱窗。这样透明度没有降低，但能提供的电量却可以不断累加，达到常规电子产品的要求。”杨远说。光传输测试显示，该电池在可见光中的透明性为62%；三个电池层叠在一起的透明性为60%。

　　发明者团队

　　崔屹:35岁，广西人，1996年毕业于中国科技大学化学系。本科毕业后赴美，在哈佛大学化学系攻读纳米应用专业博士，现任美国斯坦福大学材料科学及工程系副教授。2003年获美国米勒杰出青年科学家奖，拥有纳米传感器等多项专利发明

　　杨远（崔屹的学生）:2003年就读于北京大学物理学院。2007年获得美国斯坦福大学全额奖学金并赴美攻读博士学位

　　胡良兵（崔屹的学生）:2002年从中国科学技术大学毕业后，赴美国加州大学洛杉矶分校攻读物理学，2007年获得博士学位

　　质地柔软

　　成本低可弯曲

　　手机戴手腕上有望成真

　　这款锂离子电池非常柔软，并可以弯曲，为概念手机的诞生提供了可能性，“把手机戴在手腕上”有望成真。

　　最重要的是它的成本与常规电池相当，有望在消费电子领域“大展拳脚”。

　　对于透明电池的诞生，崔屹乐观地表示，此项发明具有多重意义，对科学界来说，可以用光学手段来探测和分析电池里的反应；对于业界来说，全透明电子产品指日可待；而对消费者来说，“想象一下，拥有一款全透明的手机多酷吧！”（文/实习记者 程磊 实习生 蒋伊晋）

日本研发太空太阳能发电装置阅读原文

　　日本宇宙航空研究开发机构和福井大学正共同推进研发一种能在太空将太阳光高效转化为激光并传输到地面的装置，这种装置一旦完成，有望不受天气和时间段影响实现太阳能发电。

　　据日本《读卖新闻》网站日前报道，研究小组正在研制这个高约２００米、宽约２公里的大型反射镜状装置，计划将其发射到距地球约３.８万公里的轨道。这一装置包含福井大学院副教授金边忠开发的一种新材料，它容易吸收太阳光的能量并激励生成激光。

　　据报道，这个太空太阳能发电装置完成后，由地面设施接收激光并用来发电，其功率可达到约１００万千瓦，相当于一个核反应堆的发电能力。日本宇宙航空研究开发机构计划在２０２５年至２０３０年间发射试验装置。

　　目前地面太阳能发电有两种思路，一是以光伏电池板将太阳光直接转换成电能；二是以凹面镜聚集太阳光的热量，加热水蒸气等介质驱动涡轮机发电。它们共同的缺陷是占地面积大，也受制于日照时间，夜间不能发电，气候恶劣时效率极低。如果让人造卫星搭载太阳能电池板进行太空发电的话，电能又难以高效传回地面。

　　与自然光相比，激光发散极小、能量密度极大，被认为是天地间传输能量的最佳介质，日本在此领域已研究多年。２００７年，日本宇宙航空研究开发机构和大阪大学宣布取得突破，他们用一种铬－钕混合粉末吸收阳光并激励发出激光。（新华网东京７月２６日电）

水晶LED手表阅读原文

　　这款“水晶LED手表”很简单，采用数字式显示。关键的设计就是其数字的每个点均采用真正的水晶，由LED 提供背光。其水晶是显示数字的一个载体，而真正在运作的是里面LED 灯，颜色变化来显示时间。可以增加亮度和不同颜色变化，以满足您不同的心情。设计师：Ilya Yakovlev。

土壤供电的灯：肮脏能源的新鲜利用阅读原文

　　土壤自然包含有利于发电的金属如锌、铜、铁，以及微生物燃料电池（有时称为地球电池）能够在土壤中催生电解质转化成可用能量。荷兰设计师Marieke Strap的土壤灯使用由铜和锌埋在土壤里做成的导电板来为LED灯泡提供持续和（几乎）永恒的光。维护土壤灯跟给植物浇水一样简单---只要不时洒一点水给它就能保持能源流动。

　　土壤灯很值得称道，因为它简单而又创新，全部组建包含在一个透明球状物里。从土壤里创造能源的隐喻可以肯定---作为一种免费和丰富的资源，随处可见的垃圾或土壤，几乎世界上任何人都可以获得，在荒漠上也好，在都市的垃圾场也好。由于其自然发生的电导率，土壤很容易催生能量，只要及其正确浇水，这些能量支持白炽灯泡的时间将远远超出灯泡的寿命。

肮脏能源产业的废水可以生产清洁能源阅读原文

　　德克萨斯州的一家公司正在设计一种新的水力发电方法，他们使用传统发电厂排放的经过冷却循环后的污水来发电，这可谓是肮脏能源与清洁能源的一种奇怪融合。湾流技术公司在某发电厂附近建设的试点项目现在已经成功运行了一年半，该发电厂位于德克萨斯州的一个湖边，这台水力涡轮机利用该发电厂流出的规律的且始终如一的水流来发电。不仅燃煤电厂要排放废水，核电站也需要排放废水。该装置由湾流技术公司的智囊托德和菲利浦发明，这种装置可以利用任何形式的市政管道和商业废水排放管道以及河流和海流的自然流动来发电。湾流技术公司能够设计出这种水力涡轮机专利是基于他们在设计、制造、运行以及维护精密河流机械方面的经验。每台这样的水力涡轮机容量达750千瓦，它们可以集群成组运行。作为这种装置的潜在客户，燃煤电厂和燃天然气电厂可以利用这种装置降低他们的碳负荷。

    如果这种水力涡轮机取得成功，它对煤电厂排放物的可利用功效也会产生影响，因为这样的话我们永久使用煤炭发电了。而众所周知的是煤炭发电可能引起气候变化，大脑、心脏和肺部疾病以及其他突发健康问题，但现在的政治现实是我们不顾这些危害，仍将继续使用煤炭。鉴于此，有许多方法来减少燃煤电厂的危害，至少是对气候的影响，而这种水力涡轮机就是其中之一。如果燃烧每单位的煤可以发出双倍的电力，那么从某种意义上来讲，在生产每单位电力的同时你可以减少一半的二氧化碳排放量。