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能源解决方案

一种新的太阳能发电方式

以及其他制造和节约能源的新方法-研究综述

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三叶片奥尔登水轮发电效率高,同时允许鱼毫发无损通过。
图片来源:EPRI
三叶片奥尔登水轮发电效率高,同时允许鱼毫发无损通过。
图片来源:EPRI
半导体纳米晶体使伯克利大学的研究人员得以开发出一种可调节的电致变色涂层,这一突破可能真的会让智能进入“智能窗户”。
图片来源:劳伦斯伯克利
Agilyx的资源回收技术将难以回收的塑料转化为合成原油。
图片来源:Agilyx
这块泡沫上覆盖着非常薄的粘土和壳聚糖层,保持柔软,在实验室燃烧测试中没有点燃或融化。研究人员希望这种可再生涂料有一天能取代溴化阻燃剂。
图片来源:Galina Laufer

一位环保主义者死后向天国之门报告,但由于出现了混乱,她被送到了地狱之门。一旦进入地狱,她就会被空气和水污染、全球变暖和栖息地的破坏所吓坏。但她开始努力改善这种状况,很快,地狱般的地方就长满了草和植物,食物是有机的,空气是干净的,人们都很快乐。

有一天,上帝给撒旦打电话,冷笑着说:“那么,你在地狱里过得怎么样?”撒旦告诉上帝环保主义者带来的改善,上帝说:“什么?你有个环保主义者?这是一个错误——把她送到这里来,否则我就要起诉了。”撒旦笑着回答说:“是啊,没错。你到哪里去请律师呢?”

处理我们的环境问题需要各种类型的人——今天我想重点谈谈那些在实验室里辛勤工作的研究人员,他们试图从我们大多数人从未考虑过的技术中获得更高的效率。以下是我最近挖掘出的一些亮点。

允许光线进入但不允许热量进入的窗户

研究人员劳伦斯伯克利国家实验室已经开发出一种技术,可以在不阻挡可见光的情况下减少太阳热量的增加,使“智能窗户”能够在不改变窗户的情况下对室外条件做出反应。目前,电致变色窗户涂料可以阻挡近红外辐射,近红外辐射会导致热量的增加,但只能通过同时使窗户变暗;这可能会导致室内照明的使用增加,并抵消智能窗户带来的能源效益。

这项新技术使用一种透明的氧化铟锡“纳米晶体”涂层,氧化铟锡是一种用于平板电视显示器的半导体。这种涂层可以创造出智能窗户,通过有选择地允许热量通过并始终允许光线通过,从而与通风和照明系统协同工作,从而减少加热、冷却和照明负载。

一种新的太阳能发电方式

密歇根大学应用物理学的研究人员发现了一种不用半导体或光伏板就能利用光的磁性成分发电的方法。

当光中的电磁波穿过某些透明材料时,电磁波会被放大,导致电子远离原子核,形成静电场。导电材料可以放置在透明材料的两端来收集电场产生的电压,这种方法可能实现接近100%的转换效率,因为它不依赖于热产生的光吸收,而光吸收限制了光伏电池板的效率。研究人员已经申请了一项专利,目前正在研究用于进一步实验的合适透明材料。

将废塑料转化为原油

俄勒冈州的替代能源初创企业Agilyx表示,他们已经开发出一种系统,可以将难以回收的废弃塑料转化为合成原油。这项技术已经开发了一年半,该公司预计将在2012年年中投入商业应用。

该系统使塑料蒸发,然后将蒸汽凝结成油。据该公司称,目前正在开发的模块化系统将能够每天将1万磅塑料转化为60桶合成原油。一旦技术开发完成,Agilyx计划将模块出售给垃圾处理公司,这些公司将拥有和操作机器,并将合成原油出售给炼油厂。

这种被称为“资源回收”的技术正变得越来越有吸引力,因为固体废物库存不断增加,而提取原始材料的成本越来越高。Agilyx预计其系统将为业主提供25%的投资回报率,垃圾处理行业的主要参与者,如废物管理公司,已经对该公司进行了投资。

有毒阻燃剂的天然替代品

在德克萨斯农工大学的实验室测试中,粘土和壳聚糖(一种从甲壳类动物壳中提取的聚合物)的交替层显示出可能成为阻燃剂的前景。当涂在泡沫上并将其暴露在直接火焰中10秒时,该涂层形成了一种保护热障,防止泡沫着火或融化——这给了研究人员希望,由可再生材料制成的涂层最终可以取代有毒的溴化阻燃剂(BFRs),后者在消费品中无处不在。

格伦兰解释说,与用化学方法破坏已经开始的火灾的阻燃剂不同,这种涂层的设计目的是防止起火。他说,粘土层之间的壳聚糖确实会短暂燃烧,但粘土很快就会“坍塌”。“聚合物最初会被热和火吞噬,剩下的是一层富含粘土的涂层,起到隔热的作用。”

水力发电对鱼类更安全

电力研究所(EPRI)从美国能源部获得了150万美元,用于现场测试奥尔登研究实验室的研究工程师开发的一种新型水力涡轮机。该涡轮机的设计目的是在不进一步危及洄游鱼类种群的情况下,最大限度地利用水力资源。

初步测试表明,奥尔登涡轮可以保持高效率,同时允许鱼类洄游下游通过,存活率为98%;上游迁移问题必须与其他机制(如鱼梯)分开处理。

与老式涡轮设计中常见的6个或更多叶片不同,奥尔登涡轮只有3个叶片,减少了鱼被叶片击中的几率。桨叶也有半圆形的边缘,这将足够多的水推到旋转的桨叶前面,把鱼赶出它们的路径。

如果奥尔登涡轮在现场测试中证明是成功的,它可能会为最大限度地利用水电资源打开大门,目前由于大坝溢出和通过鱼类绕道保护洄游鱼类种群而损失的资源。研究人员估计,因鱼类保护措施而损失的国内水电装机容量高达2.5万兆瓦。

你见过一些很酷的研究项目吗?让我知道!

感谢我的同事Evan Dick为整理这些信息所做的工作。

特里斯坦·罗伯茨是编辑主任BuildingGreen公司该网站发布有关绿色建筑解决方案的信息。

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