太阳能池塘收集太阳热能

简单得难以相信,这是一种廉价地收集和贮藏能量的有效方法。虽然大多数化学工程师都很关心有关能源的价格和可用性,但是很少有人考虑以太阳能池塘作为一种能量的来源。问题在于,许多化学工程师很难相信它们。然而,它们确实在起作用。     

当今世界的能源问题(上)

能源就是能够提供能量的物质。大自然赋予人类的能源是多种多样的,可以把它们分为常规能源和新能源两大类。技术上比较成熟而使用较为普遍的能源称为常规能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。近几十年才开始利用或正在开发研究的能源称为新能源,如太阳能、核能、沼气能、风能、氢能、地热能、海洋能、电磁能等。 经济发展的“火车头” 自古以来,人类就为改善自身的生存条件、促进社会经济的发展     

激光在化学上的应用

在八十年代里,激光将愈来愈多地应用于化学。化学家正在因袭旧事,探索着催化剂的温度、压力和浓度的正确配合。这是减弱并断裂化学键以完成化学反应所必需的。可是较好的办法总是单纯为需要断裂的化学键提供所需的精确能量。激光能够满足这一需要,因为它是一种强能源,而且从紫外线到微波,它们都可以调     

利用浮动网采集波浪能

<正>王中林提出了一种截然不同的方法,即利用纳米发电机网络从海洋中采集可再生能源。大自然提供了3种免费的能源:阳光、空气和引力。人类对太阳能和风电的利用越来越多,但对引力的利用却相对较少。水力发电厂从流动的河流中采集能量,而一些水湾和海岸则可以采集潮汐能,但适合建造大坝或拦河坝的地方并不多,而且它们还有可能会破坏环境。相比之下,海洋覆盖了地球表面的70%。无论白     

开发瓦斯资源 保障矿工安全

一提到瓦斯,人们想到的更多的是接连不断的矿井事故。声声的警报让我们心惊肉跳,让我们为自己的生存环境表示担忧。2005年12月7日,河北省唐山市开平区刘官屯煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,有90多名矿工不幸遇难,10多人下落不明。随着科学技术的发展,人类不只是预防瓦斯爆炸,更重要的是消除瓦斯爆炸的外部条件。瓦斯爆炸的破坏力源于它能产生巨大的能量,于是,一个比较直接的减灾措施就是把瓦斯利用起来,这样它们不但对人类的危害小了,反倒可以为人类造福。据能源专家预测,瓦斯是一种世界上正崛起的新型能源,被认为是煤炭、石油、天然气之外最大的…     

《消失点》——一本介绍宇宙边缘的极端恒星的图书

如同我们中的许多人 ,星星一生的大部分时间似乎都在试图缩小自身的半径 .而星星又不同于人类 ,在诞生之时 ,它们已被“喂饱“ ,而当它们所储存的能量用尽之时 ,便是它们的消亡之日 .在这不断收缩的进程中 ,有多次停顿及转变 .当星星从一种能源转变为另一种能源之时 ,它们就跨越了不同的年龄阶段 .这一过程的速度是质量的函数 :星星的质量越大 ,转变也就越快 .　　《消失点》是一本极好的介绍星星奇妙一生的书 ,书中有许多精美插图 .该书不仅集中介绍了我们所熟知的星座中的星星 ,而且涉及到了星星世界的极端边缘之处 .这里为你分类列出了天…     

海洋发电场

正利用海水温差发电的探索,为人类向海洋发展描绘了美好的前景。也许在未来的某一天,隐藏在海洋中的能量可以供给世界运转所需的能源。早在1870年,科幻小说家儒勒·凡尔纳就在《海底两万里》中有这样一段充满想象力的描述:"就人类信仰而言,全世界最大的能量是光与爱;而就无限能源而言,非‘海洋能’莫属!"     

利用声波将废热转化为电能的神奇装置

在现代技术器件产生的废料中,热量可能是最有利用价值的东西。但是,对计算机、电子器件、发电设备、汽车以及在炎热天气中倍受煎熬的人来说,过热是一个令人关注的大问题。同时热也是一种很特别的废料,因为它是一种能为更多有用目的服务的能源副产物,也是一种能量形式。如果它能被收集并转化成电能,就可以提高能量效率并可消除过热问题;     

植物吃植物

一种动物捕食其他动物是常见的现象,那植物吃植物呢?德国科学家的最新研究显示,一种绿藻就会"吃掉"其他植物。这一发现有可能为人类更好地利用生物能源开拓新途径。人们通常认为,只有蠕虫、细菌和真菌才能消化植物中的纤维素,并将它们作为用于生长和生存的碳源,而植物则通过二氧化碳、水和阳光进行光合作用。德国比勒费尔德大学的研究人员在《自然·通信》杂志上发布的研究成果说,他们观察一种名为"莱氏衣藻"的绿藻时发现,这种单细胞生物不仅可以像普通植物一样进行光合作用,还可以消化其他植物的纤维素,以此作为自己的能量来源。     

弱力能源开发及其自供能环境净化效应

地球生态系统存在广泛且低功率无序的分散能量,包括水流弱力、磁力扰动和生物活动等,尚未得到有效开发利用.常规化石能源通过集中发电再分散利用,是低熵能源的高熵利用,而回收转化利用广泛分散的环境弱力,可以将高熵能量直接高熵利用,是能源生产途径和利用方式的重要变革.环境弱力能源按介质可分为固体振动、液体流动和气体扰动,以机械能为表观形式,可以通过材料转化为电能,并应用于地球生态系统的环境净化,具备能源开发和环境净化双重效应.新材料和新技术研发是弱力能源转化利用的基础,涵盖了微弱能量捕捉、高效力电转换、电能原位利用3个过程,其中压电和摩擦催化发展迅速,具有巨大的应用和发展前景.压电催化材料中,钛酸钡、氧化锌、锆钛酸盐和聚偏氟乙烯复合薄膜等在机械搅拌或振动作用下发生压电催化反应,实现污染物降解、杀菌和清洁等功能.摩擦催化材料中,氧化锌、硫化铬、钴酸镍等半导体和聚四氟乙烯等高分子材料可发生摩擦催化反应,实现环境净化等功能.弱力能源未来发展中,需要将压电和摩擦电催化过程中的电压与电荷量进一步提升,厘定电场、电荷交换界面和反应物共同作用下的电荷交换行为,实现反应环境与催化材料匹配度提升.在“双碳”目标下...     

吃饭的机器人

对于机器人 ,当在室外远离电源插座时 ,至少要带上一个便携式电源。这的确是一个问题 :电池需要再充电 ;太阳能电池在阴暗处不能工作而且它们通常太宽也不实用。只有当它可以给自己提供能源时 ,机器人在野外工作时才像工人在工厂中工作一样高效率。为了解决这个问题 ,美国南佛罗里达大学机械工程系的斯图特·维尔金森 (ＳｔｕａｒｔＷｉｌｋｉｎｓｏｎ)教授 ,已采用了微生物的燃料电池 (ＭＦＣ)———它从食糖细菌中获取能量 ,然后转化为电。有了ＭＦＣ ,机器人可以通过分解植物给自己提供能源。维尔金森博士最近研制出一个 1米长的机器人 ,…     

太空电站能否点亮未来

格拉泽的梦想1881年,美国科学家尼古拉·特斯拉(1856～1943年)给美国电器工程学会写了一封信,信中提出了太空中充满能量的观点,他说,"太空中充满着能量,假若它们是静态的,我们的希望自然没有用处,然而假若它们是动态的——我们知道,这一点可以肯定——那么现在就应该考虑用我们的机器去利用这种伟大的自然之力了。"     

节能的正确含义是什么?

当前,能源问题已成为突出的世界性问题.大家知道,解决能源问题有两条途径:一是开发新能源,特别是再生能源;二是节能.节能又包括两个方面的工作:一是杜绝浪费,二是提高利用率.目前我国平均的能量利用率大大低于其他的工业化国家.例如,日本的平均热效率为57%,美国为51%,而我国还不到30%.因此,在提高利用率方面,确实大有潜力可挖.关于提高能量利用率,我们可以采取两个方面的措施:一是不断提高能量转换、传递、储存和利用过程中的技术水平,以减少损失;二是加强节能的基础性理论研究,以更新当前(特别在我国)流行的节能的传统观点,从而对能量利用过程作出正确的安排.要节能,当然首先要弄清楚节能的正确含义:节能是不是就是节约能量,还是节约别的什么东西?弄清楚这一点之后,我们才能有目的地去进行工作.     

硫掺杂对析氧反应催化剂表面重构的影响

<正>析氧反应(OER)是多种能源转换过程中的重要组成部分,例如电解水制氢、金属空气电池和二氧化碳还原等.然而,OER过程中缓慢反应动力学极大地限制了能量转换效率,因此需要高效的电催化剂来加快反应动力学.虽然贵金属基IrO₂和RuO₂是目前最有效的OER催化剂,但它们大规模应用受限于其高成本和储量稀缺.近些年来,过渡金属基电催化剂被广泛地用来替代贵金属基催化剂,     

金属离子的能量半径及其应用

大家早已知道,一个具有8-电子外壳的金属离子(以下简称惰型金属离子),与一个非惰性气体原子外电子壳结构的金属离子(以下简称非惰型金属离子),尽管它们彼此具有相同的电荷和相近的半径,其所表现的性质(如其盐的点阵能、离子的水合热等)往往相差较大。因此仅用离子的电荷、半径,统一比较它们的性质是困难的。本文提出金属离子的能量半径,尝试应用金属离子的能量半径和电荷,在一定范围内,可以将上述两类离子统一起来比较它们的性质。     

终极能源来了？创纪录意味着什么

正支撑人类社会运转的几乎一切能源,从煤、石油、天然气,到风能、生物能,其本质都是太阳能,而太阳上的能量来自内部的核聚变反应。当人类发现太阳产生能量的原理(核聚变)之后,便找到了无限能源的可能性。全超导托卡马克核聚变实验装置,是人类通过科学技术在实验室里复制一个"太阳",目的就是为了寻找人类未来的能源出路。更重要的是,核聚变技术是一项几乎完美的技术,不会产生污染且近乎于无限使用。未来一旦掌握这项技术,人类将踏入无限能源时代。     

生物质能现状与发展

我国作为一个世界上最大的农业大国,具有极为丰富的生物质资源.所谓生物质就是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物.这些生命循环往复,顽强地生存着,它们巧妙地将太阳能以化学能或其他能量形式贮存在自己的体中形成生物质能.人类发现,利用不同的技术手段可将生物质转化为常规的固态、液态和气态燃料,这是一种取之不尽、用之不竭可再生能源.     

基于水泥的超级电容器构建新式储能系统

<正>一种用炭黑和水泥制造的新式超级电容器具备成本低和效率高的特点,能在建筑物的混凝土地基中储存一天所需的能量,或者在电动车驶过路面时向它们提供非接触式充电。根据研发出这项技术的麻省理工学院（MIT）和哈佛大学维斯研究所的研究者所述,这种装置也能使太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的使用变得便利。     

无尽能源 绿色能源

能源问题,几乎人人皆知;能源问题的复杂性,我们未必都详知。能量是一个最基本的物理概念,能量利用和能源开发,就科学意义而论,乃立足于物理学之最重要的基本定律之一——能量守恒和转化定律;就社会进步而论,它提供物质文明建设以原动力。从近代到现代,一次次的工业革命和一     

分布式能源网络系统总体架构

随着城市人口不断增长,能源与环境的矛盾开始制约生态文明的发展,分布式能源是解决这一矛盾的重要方向之一.根据国内外分布式能源的发展趋势,针对我国分布式能源发展所面临的困境,本文提出分布式能源网络系统的基本定义、总体技术架构和主要特征,并分别对各重要组成部分进行了阐述,介绍了分布式能源网络节点的四环节结构设计方法,总结出适用于分布式能源网络系统的协同控制方法.在此基础上,提出了针对分布式能源网络系统的"系统能效理论",并就系统能效理论的三个科学问题进行了阐述,包括结构有序化对系统能效的影响机制,分布式能源网络系统的提质、增量和循环原理,以及基于信息与能量协同的分布式能源网络系统的协同控制原理,指出基于信息与能量耦合的分布式能源网络,是一种具有代表性的新型能源系统发展方向.