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WinterIsComing(31822)
发表于2022年05月05日 14时38分 星期四
来自蒸汽歌剧
可充电锂离子电池经过足够多的充电和再充电循环后最终会报废。美国研究人员发现,电池衰减背后的因素实际上会随时间而变化。研究报告发表在《科学》杂志上。研究人员使用计算机视觉技术,研究构成电池电极的单个粒子如何随着时间的推移而分解。在经历了 10 或 50 个充电周期后,他们使用 X 射线断层扫描重建了阴极的 3 D图像。他们将这些 3D 图片切割成一系列 2D 切片,并使用计算机视觉方法来识别粒子。最后他们确定了 2000 多个单独的粒子,为此他们不仅计算了单个粒子的特征,例如大小、形状和表面粗糙度,还计算了更多的全局特征,例如粒子彼此直接接触的频率以及粒子形状的变化程度。研究人员接着发现了一个引人注目的模式:在 10 次充电循环后,最大的因素是单个粒子的特性,包括粒子的球形程度以及粒子体积与表面积的比率。然而在 50 个循环之后,配对和组属性推动了粒子分解。研究人员表示,这不再只是粒子本身,重要的是粒子—粒子相互作用,因为这意味着制造商将可开发控制这些特性的技术。如使用磁场或电场将细长的粒子彼此对齐,新结果表明这将延长电池寿命。
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wanwan(42055)
发表于2022年04月24日 15时17分 星期日
来自少年地球护卫队:潜入重力城
核电被认为是一种清洁能源,它的二氧化碳排放量为零;与此同时,随着世界各地建造的核反应堆越来越多,它们会产生大量有害的放射性废料,这些废料会堆积起来。为了更好地保护环境和人们的健康,专家针对这个问题提出了不同的解决方案。由于核废料处理的安全储存空间不足,这些想法的重点都是重新利用。放射性金刚石电池于 2016 年首次面世就立即受到好评,因为它们承诺了一种新的、具有成本效益的核废料回收方式。在这种情况下,对于它们是否能成为这些有毒、致命残留物的最终解决方案,人们不可避免地会非常慎重。放射性金刚石电池最初是由布里斯托大学卡博特环境研究所的一个物理学家和化学家团队开发,采用了一种贝塔伏特装置的形式,这意味着它由核废料的β衰变提供动力。β衰变是一种放射性衰变,当原子核具有过量粒子并释放其中一些粒子以获得更稳定的质子/中子比率时,就会发生这种衰变。这会产生一种被称为β辐射的电离辐射,涉及大量的高速高能电子或者正电子,它们被称为 β 粒子。
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wanwan(42055)
发表于2022年04月22日 18时16分 星期五
来自帕迪多街车站
锂电池和铅电池的差距有多大?根据国际能源署(IEA)2021 年的一份报告,2021 年一公吨电池级碳酸锂的平均价格为 1.7 万美元,而铅在北美市场的平均价格为 2,425 美元,原材料现在占电池成本的一半以上。回收的不平衡违反直觉,在新材料供应方面也是如此。根据美国地质调查局最近的一份报告显示,全球锂的供应达 8900 万吨,绝大部分都来自南美洲。相比之下,全球的铅供应量为 20 亿吨,比锂高出了 22 倍。今年早些时候发表在《印度科学院期刊》上的一项研究发现,尽管锂的供应量较少,但是在美国和欧盟,只有不到 1% 的锂离子电池得到回收,而铅酸电池的回收率则为 99%,这种电池最常用于燃油汽车和电网。根据这项研究,回收方面的困难很多,从不断发展的电池技术到成本高昂的危险材料运输,再到政府监管不力。
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WinterIsComing(31822)
发表于2022年04月15日 15时56分 星期五
来自电波骑士
没有太阳或没风时如何存储可再生能源?这是摆在更环保电网面前最令人烦恼的问题之一。大电池组是一种策略。但是它们昂贵,且更适合将能量存储几个小时而不是更长时间。另一种策略是利用剩余能量将大质量材料加热到超高温,然后根据需要提取能量。本周研究人员报告了该计划——将存储的热量转化为电能的装置——关键部分的一项重大改进。

MIT 和国家可再生能源实验室的一个团队将热光伏(TPV)的效率提高了将近 30%,TPV 是一种将热源发出的光子转换为电能的半导体结构,就像太阳能电池将阳光转化为电能一样。密歇根大学安娜堡分校的材料工程师 Andrej Lenert 表示:“这是非常令人兴奋的事情。”“这是 TPV 第一次进入真正有希望的效率范围,最终这对很多应用来说很重要。”这项新工作和相关的进步极大地推动了大规模推出热电池作为可再生能源的廉价备份的工作。其设想是用多余的风能或者太阳能加热元件,将液态金属或石墨块的温度提升到几千度。可以通过蒸汽推动涡轮机的方式将热量转化为电能,但是需要权衡取舍。高温提高了转换效率,但是涡轮机的材料在大约 1500 摄氏度左右开始分解。TPV 提供了另一种选择:将热量存储在金属薄膜或者灯丝上,使其像白炽灯泡中的钨丝一样发光,然后使用TPV吸收发出的光,并将其转化为电能。

对于新设备,MIT 机械工程师 Asegun Henry 对发射器和TPV本身进行了调整。以前的 TPV 设备将发射器加热到大约 1400 摄氏度,这是在 TPV 优化的波长范围内最亮的温度。Henry 的目标是将温度提高 1000 摄氏度,钨可以发射出更多能量更高的光子,提高能量转换。但是这也意味着要重新设计 TPV。Henry 的团队和国家可再生能源实验室的研究人员一起,铺设了超过两打不同的半导体薄层,以创建两个叠在一起的独立电池。上面的电池主要吸收可见光和紫外光子,而下面的电池主要吸收红外线。下面电池下方的薄金片反射TPV无法捕获的低能光子。钨重新吸收其能量,防止其散失。该小组在《自然》杂志上报告称,结果是这种串联TPV可以将 2400 摄氏度的钨丝发出的 41.1% 的能量转换为电能。
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wanwan(42055)
发表于2022年04月11日 19时01分 星期一
来自失忆者
日产与 NASA 合作采用计算方法开发不依赖稀有或者昂贵金属的全固态电池。这家推出价格亲民量产电动汽车 Leaf 的汽车制造商显然希望抢回失去的时间。日产最近在电气化战略方面陷入了困境。该公司的第二款电动汽车 Ariya 预计今年秋天上市,距离第一款 Leaf 上市隔了大约 12 年。该公司希望其内部的固态电池到 2028 年能在乘用车中首次亮相。为了实现这一目标,日产将在 2024 年开设一家试点固态电池工厂。这家小型工厂将是推出固态技术的关键一步;这种电池底层的很多概念已经一次又一次地在实验室中得到了证明,但是向制造领域迈进往往会遇到一些意想不到的问题,需要花费数年的时间才能解决。建立试点工厂的做法表明日产对其目前的固态电池技术有足够的信心,认为值得投入资金解决制造中的任何问题。2028 年量产的目标与 Solid Power等竞争对手类似。这表明业界对于全固态电池何时可以大规模应用于汽车的时间表充满了信心。加州大学圣地亚哥分校的研究人员也将参与日产同 NASA 的合作,双方的合作可能并不局限于第一批电池。今天的固态电池的设计虽然改变了锂离子电池的一些基本部分——主要是摒弃了易燃液体电解质——但它们在很大程度上保留了其他的部分,包括使用钴和镍等稀有或昂贵的金属。通过弃用这些金属,未来的电池不仅会更便宜,而且也可能拥有更清洁、更符合道德的供应链。如钴矿开采充满了侵犯人权和环境危害。
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wanwan(42055)
发表于2022年03月31日 14时52分 星期四
来自盲点
康奈尔大学研究人员发现,掺杂了氮的碳涂层镍阳极可催化氢燃料电池中的基本反应,成本仅为目前使用的贵金属方法的一小部分。这一新发现可推动氢燃料电池的普及,作为汽车等的高效、清洁能源,氢燃料电池具有广阔的前景。Hector D. Abruna 实验室在寻找可用于碱性燃料电池的活性、廉价、耐用的催化剂,这是此项工作的一系列发现之一。

研究人员在发表于 PNAS 期刊的论文中指出,最近对非贵金属 HOR 电催化剂进行的实验需要克服两个主要挑战:氢结合能过强导致本征活性低,以及金属氧化物形成造成的快速钝化导致耐久性差。为了克服这些挑战,研究人员设计出了一种镍基电催化剂,其外壳由掺杂了氮的碳制成,厚度为 2 纳米。他们的氢燃料电池有一个阳极(氢被氧化)催化剂,该催化剂是一个被碳壳包裹的实心镍核。当与钴锰阴极(氧气被还原)配对时,所得到的完全不含贵金属的氢燃料电池每平方厘米的输出功率超过了 200 毫瓦。镍电极表面上存在的氧化镍物质显著减慢了氢氧化反应(HOR)。掺杂了氮的碳涂层作为保护层,增强了HOR反应,让反应更快速、更有效。而且镍电极上石墨烯涂层的存在可以防止氧化镍的形成——从而大大延长了电极的使用寿命。这些电极对一氧化碳的耐受性也更强,一氧化碳会迅速毒化铂。
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WinterIsComing(31822)
发表于2022年03月22日 16时51分 星期二
来自火星战将
在瑞士 Arbedo-Castione 市,一台 70 米的起重机高高耸立。六条长臂从顶部伸出,将巨大的砌块吊至半空。但这些不是建筑砌块,起重机也不是用来建筑的。这座钢塔是一个巨大的机械储能系统,由美国-瑞士的初创公司 Energy Vault 设计,依靠重力和 35 吨重的砖块储存和释放能量。当电力需求较低时,起重机会利用瑞士电网中多余的电力提升砖块并将它们堆放在顶部。当电力需求增加时,再把砖块放下来,将动能释放回电网。这听起来像是一个学校科学项目,但随着世界过渡到清洁能源,这种形式的储能可能至关重要

Energy Vault 的创始人 Robert Piconi 表示:“部署可再生能源的推动力很大,”企业面临的来自政府、投资者和员工的脱碳压力也越来越大。他表示如果没有储能,就无法依靠可再生能源获得稳定的电力。与可以昼夜运行的化石燃料发电站不同,风能和太阳能是间歇性的,这意味着如果云遮住了太阳或风停了下来,发电量就会下降。Piconi 表示,要与化石燃料竞争,你需要“让可再生能源变得可预测”,这意味着储存多余的能源并能在需要时进行调度。

Energy Vault 决定将其技术建立在一种 100 多年前发明的方法之上,这种方法被广泛地用于存储可再生能源:抽水蓄能电站。在非高峰时期,涡轮机将水从低地的水库抽到高地的水库,而在需求高峰期,让水向下流过涡轮机,产生电能。Piconi 说,Energy Vault 以同样的方式依赖重力,但“我们使用的不是水,而是复合材料块。”他表示,该公司可以不依赖于地形,也不必挖掘水库或者建造水坝——这些可能会对环境产生负面影响。
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wanwan(42055)
发表于2022年03月15日 15时51分 星期二
来自冲破黎明
利用太阳能的一大障碍是储能。太阳能电池可作为一种短期解决方案,但在长期存储或为整个城市供电时则不然。不过油井中可能会藏着这个问题一个可能的答案。总部位于加州的 Hyperlight Energy 将进行试点安装,他们计划将现有油井用作太阳能热井,在需要时将储存的能量转换回清洁电力。太阳能和油井可能听起来像是一个奇怪的组合,但它的原理类似于如何利用地热能。加州大学圣地亚哥分校的可再生能源系统研究人员 Daniel Codd 表示,这个想法是将太阳产生的热量存储在地表以下的岩层中,创造出一种太阳充能的地热资源,在有意义的期限内存储热量。Codd 补充表示:“热能存储是一种已知的低成本、低风险的方法,可以以热能的形式存储太阳能。”“这些热量可以存储在储藏所,并在需要时进行调度,以满足热能需求或者驱动动力循环发电。” Hyperlight 声称其名为 Tectonic Sun 的存储系统可以全年无休地提供 80% 容量系数的无排放电力。这种说法是基于 Hyperlight 的合作伙伴国家可再生能源实验室(NREL)的分析,分析表明,结合了地热存储和太阳能的混合可再生能源系统可以“在每天、每周和季节性的不同时间尺度上提供低成本的可调度电力”。
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wanwan(42055)
发表于2022年03月02日 20时23分 星期三
来自致命的发动机
路透获得的一份政府草案文件显示,德国的目标是到 2035 年用可再生能源满足所有的电力需求,而此前的目标是“在 2040 年之前”放弃化石燃料。经济部长 Robert Habeck 表示可再生能源产能的加速扩张是减少该国对俄罗斯化石燃料供应依赖的关键因素。文件显示,德国可再生能源法(EEG)的修正案已准备就绪,到 2030 年风能和太阳能的份额应达到 80%。文件显示,届时德国的陆上风能容量将翻一番,达到 110GW,海上风能达到 30GW——相当于 10 个核电站的容量,太阳能将增加三倍以上达到 200GW。
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WinterIsComing(31822)
发表于2022年02月28日 13时03分 星期一
来自影舞
德国正在考虑延长最后三座核电站的寿命。2011 年 3 月发生的日本福岛核事故加速了德国淘汰核能的计划,它计划在 2022 年底关闭最后的三座核电站:Isar 2、Emsland 和 Neckarwestheim 2。但天然气供应的不确定性迫使德国重新考虑该计划。德国经济部长 Robert Habeck 称,三座核电站的运营商已经表示,延长寿命无助于 2022/23 年的冬季。因为关闭核电站的准备工作已经进入到了相当深入的地步了。
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wanwan(42055)
发表于2022年02月14日 15时19分 星期一
来自飞行村
根据发表在《Communications Chemistry》期刊上的一项研究,德雷克塞尔大学的工程师取得了一项突破,利用硫的稀有化学相防止破坏性的化学反应,让锂硫电池更接近于商用。一直以来,锂硫电池商用面临的一大障碍是多硫化物的形成。电池运行时,它们会进入电解液引发化学反应,影响电池的容量和寿命。科学家已经成功地将碳酸盐电解液替换成醚类电解液,后者不会与多硫化物发生反应。但这带来了其他问题,因为醚类电解液高度挥发并含有沸点很低的成分,意味着如果加热到室温之上,电池可能会迅速失效或熔化。德雷克塞尔大学的化学工程师一直在研究另一种解决方案,新方法从设计一种新的阴极开始,这种阴极可以与已投入商业使用的碳酸盐电解液配合使用。阴极由碳纳米纤维制成,已被证明可减缓多硫化物在醚类电解液中的移动。但让它与碳酸盐电解液配合使用需要进行一些实验。科学家试图使用一种被称为蒸汽处理的技术将硫限制在碳纳米纤维网中,以防止危险的化学反应。没有达到预期的效果,但却以一种意想不到的方式结晶硫,将其转变成单斜伽马相硫,这是该元素一种略微不同的形式。这种硫的化学相只能在实验室的高温下产生或在自然界的油井中被观察到。对于科学家来说,方便的是,它不与碳酸盐电解液反应,从而消除了形成多硫化物的风险。这种阴极经历一年的测试,在 4000 次充放电循环中保持稳定,科学家表示这相当于 10 年的正常使用。这种阴极制造的原型电池的容量是标准锂离子电池的三倍,为更环保的电池铺平了道路,让电动汽车每次充电后能行驶更远。
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WinterIsComing(31822)
发表于2022年02月11日 15时51分 星期五
来自神秘博士:天使之触
法国总统埃马克龙(Emmanuel Macron)宣布将建六座新一代核反应堆(EPR2),并考虑额外再建八座核反应堆。国有的公用事业公司法国电力集团(EDF)将获得数百亿欧元的投资,首座新核反应堆将在 2035 年前投入使用。马克龙还表示法国不会关闭现有的核反应堆,除非是出于安全理由。法国相信核能有助于减少温室气体排放。该国计划到 2050 年实现净零碳排放。
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wanwan(42055)
发表于2022年02月10日 15时52分 星期四
来自未来学大会
两位计算机科学家产生了一个想法:如果计算机使用能量进行计算,那么存储数据会是一种存储能量的形式吗?为什么不用计算储存能量呢?如果把信息当成电池怎么样?事实证明,这个想法并不像听起来那么不靠谱。最近的一篇论文(PDF)充实了“信息电池”的概念,这种“电池”可在电价便宜时提前执行某些计算——比如当阳光普照或刮风的时候——缓存结果以备后用。这种方法可帮助数据中心将高达 30% 的能源使用替换成多余的可再生能源。系统的美妙之处在于它不需要专门的硬件,开销很小。论文作者、加州大学圣地亚哥分校的博士生 Jennifer Switzer 和南加州大学的助理教授 Barath Raghavan 写道:“信息电池(IB)旨在与现有的数据 中心配合。”“IB管理器占用了非常有限的处理能力,它管理实时计算任务和预计算任务的调度。一组机器或者虚拟机(VM)被指定用于预计算。负责存储这些预计算结果的IB缓存在本地,以便快速检索。不需要额外的基础设施。”

在 Switzer 和 Raghavan 为测试该概念而创建的模型中,IB 管理器每五分钟(运营商提供的最小时间间隔)向电网运营商查询一次电价以进行预测。当电价跌至设定的阈值以下时,管理器会对一批计算亮起绿灯,将结果缓存起来以备后用。正如作者所说,该系统在减少对昂贵的“电网电力”的需求方面非常有效,即使预计算引擎在预测不久的将来需要完成哪些任务方面表现欠佳。只要有 30% 的准确率,管理器可以充分利用风能或太阳能过剩时产生的所谓“机会能量”。作者写道,在典型的大型数据中心中,可以以 90% 的准确率提前90分钟左右预测工作负载。他们表示,更保守的预测时间窗口为 60 分钟,“此类数据中心可存储 150MWh 的电能,远远超过大多数基于电池的电网规模储能项目。”他们指出,一个等效的电网规模电池大约要耗资 5000 万美元。
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wanwan(42055)
发表于2022年01月19日 17时00分 星期三
来自精灵王之女
科学家首次演示了超吸收的量子力学原理,概念验证设备证明该原理可支持量子电池。论文通讯作者 James Quach 表示:“超吸收是一种量子集体效应,分子状态之间的转变会产生建设性的干扰。”“建设性干涉发生在各种波(光、声、水上的波)中,并在不同的波叠加在一起产生比任何一种波都更大影响的时候发生。关键之处在于,这使得组合分子能比单独的每种分子更有效地吸收光。”在量子电池中,这种现象的好处将会非常明显。你拥有的储能分子越多,它们吸收能量的效率越高——换句话说制造的电池越大,它充电的速度就越快。至少理论上如此。超吸收还没有在足以制造量子电池的规模上得到证明,但这项新研究做到了这一点。

为了构建他们的测试设备,研究人员在两个镜子之间的微腔中放置了一层吸光分子的活性层——一种称为被 Lumogen-F Orange 的染料。Quach 解释说:“微腔中使用的镜子是用制造高质量镜子的标准方法制造的。”“这是使用交替的介电材料层——二氧化硅和五氧化二铌——制造所谓的‘分布式布拉格反射器’。这样生产出来的镜子能比典型的金属/玻璃镜子反射更多的光。这很重要,因为我们希望光尽可能长时间地留在腔内。”然后该团队使用超快瞬态吸收光谱测量染料分子如何储存能量以及整个设备的充电速度。随着微腔尺寸和分子数量的增加,充电的时间缩短了,证明超吸收起了作用。
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wanwan(42055)
发表于2022年01月07日 17时51分 星期五
来自苹果树下的宇宙飞船
世界最大煤炭港口宣布将完全实现可再生能源供电。纽卡斯尔港宣布这一消息之际,澳大利亚全国电力市场中的煤炭发电量在 2021 年最后三个月跌至最低水平。尽管该港口继续每年平均出口 1.65 亿吨煤炭,但此举是该港口整体计划的一部分:到 2040 年实现业务脱碳,增加非煤炭业务,到 2030 年将煤炭收入降至总收入的一半。该港口已经与在内陆新南威尔士达博(Dubbo)附近运营 Bodangora 风电场的 Iberdrola 签署了零售电力采购协议,为该港口提供风电。首席执行官 Craig Carmody 表示,纽卡斯尔港作为世界最大煤炭港口的称号“不像过去那样美妙”,这种改变对于避免重蹈纽卡斯尔和钢铁行业的覆辙是必要的。Carmody 表示:“我宁愿现在做这件事,趁着我们现在还能控制自己的命运也还有收入,而不是等到危机来临——收入暴跌没人愿意借钱给我们时再动手。”“每吨通过港口运输的煤炭能让我们赚到 84 美分。其他的产品每一件能让我们赚到 6 到 8 美元。你能看出来我更愿意把钱花在哪里了。”作为转型的一部分,该港口已将 97% 的车辆更换为电动车辆,并开展了其他基础设施项目让运营脱碳。
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wanwan(42055)
发表于2022年01月04日 19时55分 星期二
来自一九八四·上来透口气
三星新版的 Eco Remote 配备 RF采集功能,让遥控器收集路由器的无线电波并将其转换为能量充电。除此之外,Eco Remote 还可以通过室外和室内光线充电,或通过USB-C 充电(充电速度最快)。三星表示今年将推出一款白色遥控器,其目的是更好地补充其“生活方式”电视,如The Frame、Serif 和 Sero 等。和原始的遥控器一样,遥控器放弃使用 AAA 电池。三星此前曾估计,改用太阳能遥控器可在 7 年内减少 9900 万块废弃电池。它还探索了其他对内部电池进行自充电的方法,如“利用摇晃遥控器时产生的动能”和“利用麦克风拾取声音时产生的振动能量”。但这一次,它决定添加 RF 采集,作为在需要时保持遥控器正常工作的另一种方式。
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wanwan(42055)
发表于2021年12月31日 17时01分 星期五
来自暗影徘徊
每一次 TikTok 、Zoom 通话和猫模因的背后,都有数据中心在存储、处理并在全世界范围内重路由数据。我们在网上的活动越多,数据中心及其能源足迹就越大。在满负荷下,一个现代“超大规模”数据中心服务器耗电量相当于多达 80,000 个家庭的耗电量。尽管数据中心行业是全球性的,但气候稳定以及监管法规友好的地方会吸引数据中心开发商的极大关注。爱尔兰是其中之一。这个岛国拥有 70 个数据中心,是欧洲增长最快的数据中心市场。不幸的是,为服务器提供相当于几个城市用电量的电力,支持你在手机上无聊地刷来刷去,开始对爱尔兰的电网造成损害

爱尔兰的数据中心使用了大约 900 兆瓦的电力。与爱尔兰 MaREI 环境研究所合作的能源研究员 Paul Deane 表示,这至少占爱尔兰总电力供应的 11%,他将这种情况描述为“一个严重的能源系统问题”。正如 Deane 所言,满足这一需求正在让爱尔兰当前的能源危机变得更严重,也让其到 2030 年将温室气体排放量减半的目标更难以实现。事情只会变得越来越具有挑战性。爱尔兰国有电网运营商 Eirgri d最近的一份报告显示,到 2029 年,数据中心将消耗爱尔兰年度电力供应的近 30%(PDF)。

正如 Deane 所指出的,数据中心对现代生活至关重要,但一个电网电力并不丰沛的小国托管如此之多的数据中心让爱尔兰的整个电力供应的可持续性面临风险。Deane 将爱尔兰的数据中心问题归结为规模不匹配。他表示:“数据中心是用电大户,而我们的电力系统很小,因此将更多的数据中心接入小型电网会开始产生巨大的影响。”与之形成鲜明对比的是,作为欧盟最大的数据中心市场,德国同期为数据中心供应的电量不到电网容量的 5%。对该行业增长可能会在今年冬天给爱尔兰消费者带来停电和电力短缺的担忧日益增长,除此之外,数据中心还可能破坏爱尔兰到 2050 年实现净零排放的努力。
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wanwan(42055)
发表于2021年12月28日 18时26分 星期二
来自沉船岛
托卡马克装置(Tokamaks)使用磁体约束高温等离子体,让原子核聚合并释放能量,由于超导磁体的巨大进步,它在最近几个月引起关注。尽管有这些成就,但传统磁约束聚变距离实现核聚变产生大量无碳电力的承诺还有数年的时间。托卡马克装置不是获得聚变能的唯一途径。位于西雅图的 Zap Energy 的 FuZE-Q 反应堆计划于 2022 年年中完工,无需昂贵且复杂的磁线圈。取而代之的是,该机器沿着高导电等离子体柱发送电流脉冲,产生一个能同时限制、压缩和加热电离气体的磁场。这种 Z-pinch 方法——之所以如此命名是因为电流沿三维网格的第三轴或Z轴收束等离子体——可能会在比大型托卡马克装置或今天正开发的激光聚变机器更简单、更小、更便宜的设备中产生能量。

Z-pinched 等离子体历来受到不稳定性的困扰。如果挤压不完全均匀,等离子体会在几十纳秒之内起皱、扭结并分解——时间太短因而无法产生有用的电量。Zap Energy 的方法(被称为剪切流稳定)通过改变等离子体沿柱的流动来驯服这种不稳定性。该设计用流动速度更快的等离子体将等离子体包裹在柱的中心轴附近——想象一下汽车在高速公路的中心车道上川流不息地行驶,但由于两侧的车流呼啸而过而无法改变车道。这种布置使聚变反应等离子体的聚集和压缩时间比以往的 Z-pinch 配置更长。Zap Energy 研发总监 Ben Levitt 表示:“我们认为我们的反应堆是最便宜、最紧凑、最可扩展的解决方案,是商业可行性路径最短的聚变能。”Levitt 预测 Zap 将在 2023 年年中达到 Q=1,即科学盈亏平衡点— —聚合原子释放的能量等于为聚合创造条件所需的能量,这将使其成为第一个到达该点的聚变项目。

鉴于聚变能研究在食言方面有着悠久的历史,这种说法值得怀疑。但是 Zap 在攀登令人望而生畏的陡峭技术曲线上迅速且印象深刻。这家初创公司成立于 2017 年,是华盛顿大学 FuZE(Fusion Z-pinch Experiment)研究团队的拆分公司。该公司在成立的第二年就进行了第一次聚变反应。在成立之前,大学团队曾与劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员合作。他们赢得了美国能源部的一系列拨款,能在逐渐提高的能量水平上测试剪切流方法。迄今为止,该公司已筹集到超过 4000 万美元。
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WinterIsComing(31822)
发表于2021年12月27日 14时50分 星期一
来自索拉里斯星
日本制纸成功利用“木质电池”使灯泡发光。特点是利用木质原料,不使用供应紧张的稀有金属。点亮灯泡的时间仅为约 7 秒钟,今后将增加容量,力争到 2023 年度用于无人机,到 2030 年用于智能手机。并计划用于纯电动汽车。木质电池是使用从纸浆中提取的直径 3 纳米的“纤维素纳米纤维(CNF)”制作的蓄电体。加工为薄膜状,以铝箔夹住,形成电极。此前的研究发现利用 CNF 表面的凹凸处附着电子能蓄电的性质去实现充放电。与进行数百万次充放电也不劣化的电容器具有相同原理。
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发表于2021年12月26日 22时04分 星期日
来自我是传奇
由 MIT 物理学家创办的创业公司 Commonwealth Fusion Systems 最近从比尔盖茨、Google 和多家私募股权公司筹集到 18 亿美元资金,开始在一块 47 英亩的土地上动工建造紧凑型聚变反应堆原型。被称为 Sparc 的聚变反应堆比国际热核实验反应堆(ITER)小得多,费用也更低。根据  Fusion Industry Association 的数据,至少有 35 家公司尝试证明可控核聚变的实用性,这些公司大都是在过去十年成立的。可控核聚变在今年取得了显著进步,中国的托卡马克装置在 5 月创造了维持 1.2 亿摄氏度温度 101 秒的时间记录,Commonwealth 在 9 月制造出一个磁场强度 20 特斯拉的超导磁铁。美国核管理委员会也开始讨论如何监管聚变反应堆。
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