一种新型的催化剂使得燃料电池所需的铂是目前用量的五分之一。新的材料由休斯敦大学、德国柏林工业大学和位于加州门洛帕克的能源部SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory)的研究人员研发,包含以铜铂合金为核心,外壳主要为铂的纳米粒。这种材料的效率可达到普通铂的5倍。
在氢燃料电池中,铂及铂合金是加快化学反应速度的最有效的催化剂。铂是唯一能承受电池中酸性环境的金属,但是它很昂贵,这也限制了燃料电池广泛、大规模的应用。而且,世界上约90%铂的供应来自两个国家——南非和俄罗斯。
这种新材料已经达成...
作者文章归档:韩晓

室温微型激光器
科学家们创造出了至今为止最小的能够在室温下操作的激光器。这款装置大小不足一立方微米——尺寸比它发射出的波长还小。这是第一款无需低温冷却的亚波长激光器。
来自加州大学圣地亚哥分校超快和纳米光学组的组长耶沙亚胡·费曼(Yeshaiahu Fainman)领导研究工作,他表示,应该可以将微型激光器紧密封装在一起而不互相干扰。这为使用亚波长密集阵列的设备提供更为快速的光通信铺平了道路。
研究者们修改了被称为微米碟激光器的装置。在这种激光器中,一块极小的包含了不同材料的碟片被一个较大的激光器进行光泵。这激发它的半导体内核发光,光线在被释...
太阳能点“铁”成金
黄铁矿,也被称为硫化铁,从加州山丘到中国云南小镇,几乎可在任何地方开采出来。但研究员赛勒斯•瓦迪亚(Cyrus Wadia)并非打算挖掘黄铁矿,而是在其加州大学伯克利分校的实验室中制作纯净的纳米铁硫盐化合物微粒。他最终希望将黄铁矿变为至宝:一种廉价的太阳能电池。
今天,大多数太阳能电池的原料是硅,但成本昂贵:尽管硅资源丰富,但转换硅为光伏需要大规模高能耗处理。一些材料更易加工,制作电池薄膜花费更少,比如碲化镉和铜铟镓二硒。但制造这些化合物的元素,比如碲和镓,太稀少以至于不能满足全球能源需求。
所以,瓦迪亚研究了可能应用的太阳能电池材料,不仅检验了他们的物...
生产塑料太阳能电池的简单途径
一种压印聚合物太阳能电池的简易生产过程可以进一步降低制造塑料光伏的成本。该方法省略了生产过程中的一些步骤,已在大规模、滚筒压印系统中得到验证。假如它可以应用到更广泛的高分子材料领域,它可能会催生出一个快速便宜的方法来制造塑料太阳能电池,应用于类似便携式电子设备、整合光伏电池的建筑材料以及智能型织物这样的应用领域。
在把阳光转换成电能方面,聚合物太阳能电池的效率并不比晶体硅太阳能电池高,但聚合物太阳能电池既轻巧又便宜,这一权衡可以使它们在一些应用领域更实用。它们可以与大面积压印技术——如滚筒加工——相兼容。但生产太阳能电池是具有...
能捕获更多阳光的纳米柱
加利福尼亚大学伯克利分校的研究者们研制了一种拥有新型纳米结构的材料,其可以使太阳能电池和光探测器的成本变低。它能像商业薄膜太阳能电池一样吸收阳光,却使用更少的半导体材料。
这种新材料由一排顶细底粗的纳米柱构成。窄细的顶部使光能不经过反射就穿过纳米柱,而粗厚的底部则吸收光使其能转换成电能。这种设计能吸收99%的可见光,而早期设计中的纳米柱上下都一样宽,只能吸收85%的可见光。普通材料的平面薄膜只能吸收15%的光。
斯坦福大学的研究员埃瑞克?加尼特(Erik Garnett)说,纳米线、微丝和纳米柱之类的结构能极好地捕获阳光,并能很好地减少所需的半导体材料的总量。他说...
用空气实现混合动力
位于苏黎世的瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology)正在研制一种新型的混合动力车,它与如今的油电混合动力车节省的燃料相当,但成本却只有后者的一小部分。瑞士的研究人员在2009年4月举行的汽车工程师学会年会(Society for Automotive Engineer’s Congress)上用一个新系统测试版演示了其实验结果。
传统的油电混合动力车使用电池来储存在制动过程中回收到的能量,否则这些能量会以热能的形式被浪费。接着这些能量可用来驱动辅助汽车发动机的电动机。但是高昂的电池成本和附加成本—...
更安全、持续时间更长的车用电池
美国奥兰多(Orlando)的一家初创企业研发了新的制造技术,可以提高电动汽车所使用的电池的稳定性和使用寿命。国家可再生能源实验室(NREL)的衍生公司Planar Energy公司正致力于扩大生产固态锂离子电池的规模。
传统的电池通常使用液体电解质,可能遭受会损害电池阴极的不良化学反应。用固态离子导体代替液体电解质可以提高电池的稳定性和使用寿命,因为不需要额外的元件使其保持稳定,所以电池可以变得更小。固体电解质也可以与更广泛的电池化学过程相兼容,有可能提供更高的功率或存储密度。
但固态电池的造价非常昂贵,很难将其扩大到笔记本电脑或车辆所需的尺寸。像其他固态器件一...
海底波浪发电 海洋变成巨大电厂
在佛罗里达州距离福特•皮尔斯(Fort Pierce)两英里的海上,一对8英尺高的金属翅膀在海底来回拍打,驱动力来自海洋波涛。
这不是一场水下表演艺术。项目的要点的是演示用另一种方法发电,不仅清洁,绿色,而且不伤害对海洋生物。
这种所谓的波翼(Wing Waves)发电,就是利用波浪的椭圆形运动,这些波浪是在海面以下30-60英尺的地方,要把它们转化为机械能,用以发电。就像海上风场一样,在海洋中这样产生的电,可以通过电缆传输,供地面使用。
支持者说,翼波发电比风力涡轮机更美观,因为它们的运行完全是潜在海底的。
“你只需要一...
全球云计算每日耗电相当于100个北京
2010年12月3日,世界各地宽带应用访问的增加,意味着会提高全球所需的在线媒体服务,这可能寓意深远,因为社会必须生活在环境影响的限度内。新的研究分析了未来潜在的需求,就是所需的下载数据在世界范围内的情况,比如社交网站和按需提供的电视节目,以及并由此产生能源需求。
布里斯托尔大学(Bristol University)计算机科学系的学者们研究了给消费者提供的媒体服务,集中考察了能源消耗在基础设施中的情况。他们测量了绿色IT(Green IT)面临着多大规模的挑战,考察了绿色IT的可行性,以及采取什么措施来改变行为会降低挑战的规模。
假设西方人的平均媒体消费完全移到...
美国将关闭三分之一煤电厂
在通过长期综合性气候与能源立法方面,新选举出的美国国会似乎不可能比旧国会做的更出色。在没有这种立法的情况下,投资商和公共事业机构将很难做出相关事情的决定,例如建造何种类型的新发电厂。但这并不意味着能源政策的进程一定会减速并最终停止脚步。小规模但更具针对性的立法以及美国国家环境保护局(以下简称EPA)的相关规定也能够在减少温室气体排放方面发挥重要作用。然而,这些努力可能太过局限,无法促成遏制气候变化所需的国际协议签署。
2009年,众议院通过了一项综合性气候与能源法案,其中包括一项限量与贸易(cap-and-trade)机制,用于限制二氧化碳排放,但这项法案并未在参议院获得批...