先进的RheEnergise HD Hydro 500 高密度液体能源示范项目获准建设

先进的RheEnergiseHDHydro500高密度液体能源示范项目获准建设水力发电系统是公认的环保发电方式，发电量达4300太瓦时(TWh)，占总发电量的15%。尽管近年来水力发电的规模不断扩大，但扩展的空间并不大，实际地点的潜在场地已基本饱和。这是因为传统的水力发电需要大量可靠的水源，水头足够高才能高效发电。如果您住在西北太平洋地区，整个地区都可以依靠水力发电，但如果您住在佛罗里达州，那就有点不走运了。通过将水泵入水库来储存太阳能或风能的系统也有同样的限制。如果系统损耗合理，这不失为一个好主意，但如果不能将水抽得足够高、足够多，就不可行了。英国的RheEnergise公司试图用一种密度比水大2.5倍的液体来代替水，从而解决这个问题。它并没有完全去除H₂O，但它将H₂O与一种名为R19的专有矿物粉末混合在一起，将水变成了一种沉重的糊状液体。使用这种较重的流体，可以获得与传统抽水式水力发电相同的储能性能，但体积仅为传统水力发电的40%，水箱更小，上下水箱之间的高度差仅为传统水力发电的40%。这样，就可以在山丘较小的地区建立储能设施，从而将这种清洁的重力电池形式推广到世界各地大量无法使用的地方。据该公司称，仅在英国就有6500个潜在安装地点。RheEnergy还声称，其成本低于大型锂离子电池。此外，这种机械储存方式不像电池那样存在泄漏和降解问题，因此可以根据当地的需要，在数小时、数天、数周、数月或数年内保持储备。在全球向可再生能源电网转变，努力实现去碳化的过程中，上述所有这些都使该项目成为重大新闻。新的试验设施将安装在Sibelco的Cornwood工厂，该工厂生产用于卫生洁具（马桶）、陶瓷、瓷砖和工业应用的高岭土。该试点工厂由英国政府的"长效储能（LoDES）示范计划"资助，这对于一家马桶制造商来说似乎是一个合适的资金来源，同时还得到了德文郡议会的支持。如果一切按计划进行，这个小型试验项目很快就会被更大规模的商业项目所取代。首席执行官斯蒂芬-克罗舍（StephenCrosher）在一份新闻稿中说："该示范项目是LDES行业的开创性项目，将为我们在国内和海外建设商业规模的项目奠定坚实的基础。全球都对我们的技术感兴趣，远至澳大利亚和智利。我们希望能在两年内建成第一个10兆瓦电网规模的项目。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429394.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429394.htm

藻类基因催生的作物植物可以利用更多光照 生长得更好

藻类基因催生的作物植物可以利用更多光照生长得更好研究中使用的藻类原本是另一项关于珊瑚-藻类共生关系研究的一部分，在这些红珊瑚珊瑚虫上显示为绿色斑点Jinkerson/Xiang/UCR由于海水在接近海面的地方会吸收太阳光中的红色光谱，因此海洋藻类只能利用照射到它们身上的蓝绿色光谱。为了利用这些光线进行光合作用，它们会产生一种特殊的吸收蓝绿色光的叶绿素，即叶绿素c。叶绿素a和叶绿素b分别主要吸收紫蓝光和橙红光。叶绿素a和叶绿素b都不擅长吸收蓝绿光。那么，如果一种陆生植物能够产生a、b和c会怎样呢？这就是新研究的意义所在。在向婷婷副教授的带领下，加州大学河滨分校的一个研究小组最近确定了使甲藻（一种海洋藻类）产生叶绿素c的基因。与传统对照组相比，这种能力使转基因植物能够吸收更宽光谱的阳光，从而显著提高生长速度。虽然这项研究使用的是烟草植物，但相信这项技术对任何种类的作物植物都适用。科学家们还认为，他们的发现可能会提高藻油生物燃料的产量。这是因为已经有一些水生藻类能像陆生植物一样自然产生叶绿素a和b，但不能产生叶绿素c。如果能改造这些水藻，使它们也能产生叶绿素c，那么它们就能生长得更快，生产出更多的石油。"叶绿素c生物合成途径的确定不仅仅是一个科学奇观，它还可能改变可持续能源和粮食安全的游戏规则，"该研究论文的共同作者罗伯特-金克森教授说。"我们不仅对海洋生态系统的命脉有了深入的了解，还开辟了一条通往开发更强健作物和高效生物燃料的道路。"该论文发表在《当代生物学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422845.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422845.htm

储能“新未来” 混合液流锂电池将兼具高能量密度和可扩展储量

储能“新未来”混合液流锂电池将兼具高能量密度和可扩展储量他说：“液流电池的能量密度比固体存储材料电池低10倍左右。我认为，溶解在电解质中的存储材料越多，液流电池的能量密度就越高。然而，高浓度会使溶液变稠，你需要更多的能量才能将其泵入电池。”Robber想要开发一种介于液流电池和锂离子电池之间的混合电池，方法是在液流电池的储罐中嵌入固体储存材料。他说：“如果溶解材料和固体储存材料精确匹配，它们就能相互传递能量。这使得液流电池的可扩展性能与固体存储材料的高能量密度相结合。”Robber承认，他首先必须确定合适的材料，这些材料必须可以在20年的运行期内稳定地用于储罐。他还提到螯合物是溶解存储材料的可能候选物，并将其描述为“包裹”在金属离子周围的多臂有机分子。他说：根据有机分子（配体）的内结构，氧化还原电位会发生变化。Reber说他并不需要从头开始这个项目，因为他此前已经研发了一种基于螯合物的氧化还原液流电池。未来，他还将进一步研究，希望能开发出一种功能良好、具有额外固体存储空间的电池。“如果这种方法可行，潜在的应用将非常多样化。只需要水泵和几根管子就可以了。”他说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397783.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1397783.htm

新型纳米设备将海水转化为电能 利用海洋隐藏的能量

新型纳米设备将海水转化为电能利用海洋隐藏的能量伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的一个研究小组在《纳米能源》（NanoEnergy）杂志上报告了一种纳米流体设备的设计，该设备能够将离子流转化为可用的电力。该团队认为，他们的装置可用于从海水-淡水边界的自然离子流中提取电能。"虽然我们的设计在现阶段还只是一个概念，但它用途广泛，已经显示出了能源应用的强大潜力，"项目负责人、伊利诺伊大学电气与计算机工程教授让-皮埃尔-勒伯顿说。"他说："这个项目始于一个学术问题--'纳米级固态装置能否从离子流中提取能量？"利用盐水发电的纳米流体装置图。资料来源：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Grainger工程学院当两个盐度不同的水体相遇时，如河流注入海洋，盐分子会自然地从高浓度流向低浓度。这些流动的能量可以被收集起来，因为它们是由溶解盐形成的称为离子的带电粒子组成的。勒伯顿的研究小组设计了一种纳米级半导体器件，利用了器件中流动的离子与电荷之间的"库仑阻力"现象。当离子流经设备中的狭窄通道时，电场力会使设备中的电荷从一侧移动到另一侧，从而产生电压和电流。研究人员在模拟其装置时发现了两种令人惊讶的行为。首先，虽然他们预计库仑阻力主要是通过相反电荷之间的吸引力产生的，但模拟结果表明，如果电荷之间存在排斥力，该装置同样可以正常工作。带正电和负电的离子都会产生阻力。"同样值得注意的是，我们的研究表明存在放大效应，"勒伯顿研究小组的研究生、该研究的第一作者熊明业说。"由于运动的离子与设备电荷相比质量非常大，因此离子向电荷传递了大量的动量，从而放大了底层电流。"研究人员还发现，只要通道直径足够窄，以确保离子和电荷之间的距离，这些效应就与具体的通道配置以及材料选择无关。研究人员正在为他们的研究成果申请专利，他们正在研究如何将这些设备阵列扩展到实际发电中。"我们相信，设备阵列的功率密度可以达到或超过太阳能电池的功率密度，"勒伯顿说。"更不用说在生物医学传感和纳米流体等其他领域的潜在应用了。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399421.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1399421.htm

斯坦福大学推出改变游戏规则的电网储能液体燃料技术

斯坦福大学推出改变游戏规则的电网储能液体燃料技术斯坦福大学的科学家们正在开发新的异丙醇生产催化系统，以优化能量的保持和释放，从而改进液体燃料的储存方法。随着加州向可再生燃料的快速转型，它需要能够为电网储存电力的新技术。太阳能发电量在夜间和冬季都会下降。风能则时好时坏。因此，该州在很大程度上依赖天然气来平抑可再生能源电力的高低起伏。人文与科学学院罗伯特-埃克斯-斯温（RobertEcklesSwain）化学教授罗伯特-韦茅斯（RobertWaymouth）说："电网使用能源的速度与你产生能源的速度相同，如果你当时没有使用它，而你又无法储存它，就必须把它扔掉。"韦茅斯正带领斯坦福大学的一个团队探索一种新兴的可再生能源储存技术：液态有机氢载体（LOHCs）。氢气已被用作燃料或发电手段，但氢气的储存和运输却非常棘手。"我们正在开发一种在液体燃料中选择性转换和长期储存电能的新策略，"《美国化学学会杂志》上详细介绍这项工作的研究报告的资深作者韦茅斯说。"我们还发现了一种新型的选择性催化系统，可以在不产生气态氢的情况下将电能储存在液体燃料中"。液体电池用于为电网储存电力的电池，以及智能手机和电动汽车电池都使用锂离子技术。由于储能规模巨大，研究人员仍在继续寻找能够补充这些技术的系统。这些候选物质中包括低浓度氢氧化物，它可以利用催化剂和高温储存和释放氢气。有朝一日，LOHC可以广泛发挥"液体电池"的功能，储存能量并在需要时高效地将其作为可用燃料或电力返回。韦茅斯团队研究将异丙醇和丙酮作为氢能储存和释放系统的成分。异丙醇（或称擦拭用酒精）是一种高密度液态氢，可以通过现有基础设施储存或运输，直到将其用作燃料电池的燃料，或在不排放二氧化碳的情况下释放氢气以供使用。然而，用电生产异丙醇的方法效率很低。水的两个质子和两个电子可以转化为氢气，然后催化剂可以用氢气生产异丙醇。韦茅斯说："但在这个过程中，你并不想要氢气。它的单位体积能量密度很低。我们需要一种方法，在不产生氢气的情况下，直接用质子和电子制造异丙醇。"这项研究的第一作者丹尼尔-马龙（DanielMarron）最近刚刚完成了斯坦福大学的化学博士学位，他确定了如何解决这个问题。他开发了一种催化剂系统，可将两个质子和两个电子与丙酮结合，从而选择性地生成LOHC异丙醇，而不会产生氢气。他使用铱作为催化剂实现了这一目的。一个关键的惊喜是，二茂钴是一种神奇的添加剂。二茂钴是一种非贵金属钴的化合物，长期以来一直被用作简单的还原剂，而且价格相对低廉。研究人员发现，在这一反应中，二茂钴作为助催化剂的效率非同一般，它能直接向铱催化剂提供质子和电子，而不是像之前预期的那样释放出氢气。根本的未来钴已经是电池中的一种常见材料，需求量很大，因此斯坦福大学的研究小组希望他们对二茂钴特性的新认识能够帮助科学家们为这一过程开发其他催化剂。例如，研究人员正在探索更为丰富的非贵重地球金属催化剂，如铁，以使未来的LOHC系统更加经济实惠和可扩展。韦茅斯说："这是基础科学，但我们认为我们已经找到了一种新策略，可以更有选择性地将电能储存在液体燃料中。"随着这项工作的发展，人们希望LOHC系统能够改善工业和能源行业或单个太阳能或风能农场的能源存储。尽管幕后工作复杂而具有挑战性，但正如韦茅斯所总结的那样，这个过程实际上非常优雅："当拥有有多余的能量，而电网又没有需求时，就它储存起来。当需要这些能量时，就可以将其作为电能返回。"编译来源：ScitechDailyDOI:10.1021/jacs.4c02177...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435124.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435124.htm

用泪液充电的葡萄糖电池可为智能隐形眼镜提供能量

用泪液充电的葡萄糖电池可为智能隐形眼镜提供能量近年来，我们看到电子增强隐形眼镜不断被开发出来，从监测青光眼到提供眼科药物，再到向佩戴者的视野投射增强现实图像，无所不包。然而，根据李锡宇副教授领导的南洋理工大学团队的研究，大多数此类设备的供电方式并不理想。该研究论文的第一作者之一YunJeonghun博士说："智能隐形眼镜最常见的电池充电系统需要在镜片中加入金属电极，如果金属电极暴露在人的肉眼下，就会对人体造成伤害。同时，另一种为镜片供电的模式--感应充电，需要在镜片中安装一个[金属]线圈来传输电力，就像智能手机的无线充电板一样。"该团队提出的替代方案是一种0.5毫米薄的镜片集成电池，它结合了水和一种称为葡萄糖氧化酶的酶涂层。当这种扁平的柔性电池浸入覆盖在我们眼睛上的基础泪液中时，这种酶就会与液体中的钠离子和氯离子发生反应，从而在电池中的水中产生电荷。在对模拟人眼进行的实验室测试中，这种电池能产生45微安的电流和201微瓦的最大功率，科学家称这足以让智能隐形眼镜无线传输数据至少12小时。在目前的形式下，这种电池最多可持续200次充放电循环--相比之下，类似的锂离子电池通常可持续300到500次循环。此外，虽然用户的泪液可以帮助镜片保持全天运行，但研究人员建议将镜片放在生理盐水中过夜（至少八小时），这样每天开始时镜片都能充满电。有关这项研究的论文最近发表在《纳米能源》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379347.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379347.htm