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发表于2021年07月27日 22时43分 星期二
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极端天气冲击世界各地的电力基础设施,而核电站也不可能置身事外。根据发表在《自然》期刊上的一项研究,过去十年气候相关的核电站关闭发生频率是 1990 年代的近八倍。研究人员分析了来自国际原子能机构的核反应堆公共数据库,识别与气候相关联的部分或全部停机。核反应堆的非计划关闭有着详细的记录,可以计算出过去三十年与环境相关的关闭频率。结果显示,气候相关的核电关闭频率在增加。导致核电站关闭的气候因素主要包括两类:其一是严热、干旱和火灾构成的热事故,其二是风暴(飓风、台风、闪电和洪灾)。前者主要是缺乏冷却用水,后者是因为风暴和火灾可能引发一系列问题,如结构损坏、预防性关闭、工作人员疏散等。从 2010 到 2019 年,核电站关闭的最主要原因是飓风和台风。研究人员计算出,1990 年代气候相关的核反应堆停机平均每年 0.2 次,2010 到 2019 年增加到每年 1.5 次。
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发表于2021年06月01日 20时37分 星期二
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小米演示了(YouTube)它的新快充技术,它能在不到 8 分钟内给智能手机充满电。200W 有线充电技术能将电池容量 4,000mAh 的小米 MI 11 Pro 智能手机在 44 秒内从 0 充到 10%,3 分钟内充到 50%,7:57 分钟完成充满。小米还演示了 120W 有线充电技术,它能在 15 分钟内充满 4,000mAh 电池。小米还没有披露新的快充技术何时上市。
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发表于2021年05月24日 15时41分 星期一
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当越来越多的电动汽车行驶在公路上,寿终正寝的电池该如何处理呢?在垃圾场填埋会释放出毒素,而回收电池也是一件危险的工作。比如拆特斯拉电池过程中如果不小心可能会造成短路,燃烧和释放出有毒气体。这是研究人员正着手解决的难题:如何回收预计将在未来几十年内制造出的数以百万计的电池。英国法拉第研究中心的材料科学家 Dana Thompson 称,今天的电动汽车电池不是为回收设计的。在电动汽车罕见的时代,这不是什么大问题。但汽车制造商已经宣布将在未来几十年内淘汰内燃机。行业分析师预测到 2030 年行驶在公路上的电动汽车将达到 1.45 亿辆,而去年只有 1100 万辆。电池回收日益成为一大问题。各国政府已经逐步要求电池能部分回收。
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发表于2021年05月07日 22时57分 星期五
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无碳的未来需要数以百万计的电池,这些电池或者用于驱动电动汽车,或者用于储存来自风电和太阳能的电力。主流电池的化学反应依赖于金属锂,而锂的全球供应很可能将会面临短缺。分析师估计,随着电动汽车产量的增加,锂的供应将会跟不上需求。今天电池制造商每年需要大约 30 万吨的碳酸锂当量(Lithium Carbonate Equivalent),而现有的采矿能力是 52 万吨。分析师估计到 2028 年电池制造商对锂的需求将会增加到 280 万吨,而采矿能力只能达到 200 万吨。容易开采的锂矿主要位于澳大利亚、智利和阿根廷,要增加锂产量需要去开采成本更高的地方采矿。
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发表于2021年04月23日 20时35分 星期五
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化学电池统治了日益增长的全球能源储存市场。因为可更新能源如太阳能和风能的功率经常发生变动,而电力的需求在一天中也频繁变动,因此需要能源储存方案在低需求时蓄能在高需求时向电网释放能量。除了化学电池蓄能,有一种传统的蓄能方法是抽水蓄能,在低需求时抽水高需求时放水发电。抽水蓄能电站通常建在山上,需要特定的地形和昂贵的基础设施,没有电池蓄能方便。苏格兰创业公司 Gravitricity 提出了一种新的基于重力的蓄能方案,利用了绞车、重达 50 吨的压铁和矿井。它能从电网获得能量提升压铁,在需要时再释放储存的势能。该公司称它的成本为每兆瓦时 171 美元,相比下液流电池的成本为每兆瓦时 274 美元。
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发表于2021年04月04日 23时38分 星期日
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电池在过去三十年进步显著。1990 年代,为一栋房屋供电一天所需要的蓄电量需要花费 7.5 万美元,电池重 113 公斤,大小相当于啤酒桶。今天相同的蓄电量只需要 2000 美元,重 40 公斤,小型背包大小。电池技术的进步对全球的去碳化至关重要。可再生能源的一个缺点是不稳定,太阳并不总是闪耀,风不是一直在吹。储存电量的电池可以解决这个问题。改进电池对于电动汽车同样至关重要。自 2008 年特斯拉 Roadster 成为第一款量产电动车以来,公路上跑的电动汽车的数量已达到 700 多万辆。电池占到了电动汽车价格的三分之一,降低电池成本将有助于电动汽车与燃油汽车竞争。
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发表于2021年03月11日 20时54分 星期四
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在地震和海啸引发了福岛核电站堆芯熔毁事故后,核能的未来似乎充满了不确定性。而核能行业的不确定性更多与天然气过剩和可更新能源的崛起有关。当 2011 年 3 月 11 日事故发生时,日本有 54 个核反应堆,事故打击了日本人民对核能安全性的信心,此后有三分之一的核反应堆被永久关闭,只有 9 个恢复运营。事故也加速了德国淘汰核能的计划,它宣布将在 2022 年底淘汰核能,西班牙、比利时和瑞士也都计划在 14 年内结束核能。但包括美国在内的其它主要核电大国没有采取类似的措施。美国仍然是最大的核能大国,之后是法国、中国和俄罗斯,它仍然在投资建造新的核电站。
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发表于2021年02月24日 14时32分 星期三
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欧洲联合环形加速器( Joint European Torus,JET )从去年 12 月开始用氚进行聚变实验。JET 的费用是国际热核聚变实验堆(ITER)的十分之一,同样采用托克马克设计。JET 计划在 6 月开始融合氚和氘。这些聚变实验将帮助科学家预测 ITER 托卡马克装置中的等离子体将会如何表现。正在法国建造的 ITER 计划在 2025 年进行低功率的氢反应,2035 年开始混合 50:50 的氘和氚进行聚变融合反应。
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发表于2021年01月26日 21时44分 星期二
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2020 年欧盟可更新能源的发电量首次超过了化石燃料。根据能源智库 Ember 和 Agora Energiewende 的报告,去年可更新能源的发电量占到了欧盟总发电量的 38%,而化石燃料的发电量占 37%,其余则是核能。Agora Energiewende 的总监 Patrick Graichen 表示,可更新能源超过化石能源是欧洲转向清洁能源的一个重要里程碑,但不能自满。欧盟最近设定了一个计划,到 2030 年二氧化碳的排放比 1990 年的水平削减一半,到 2050 年实现碳平衡。为了履行承诺欧盟还需要加快可更新能源的部署。
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发表于2021年01月25日 17时26分 星期一
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虽然中国仍然在建设燃煤电厂,与此同时风力发电和太阳能发电也得到了大力进展。财新网援引中国国家能源局发布的数据显示,2020年,风电能源快速增长。风电新增装机量飙升,达到 7167 万千瓦,同比大增 178%。这一数字已超过此前三年装机量之和。据彭博社报道,尤其是 2020 年最后几周,风能和太阳能的新增装机量大幅增加。数据如此之高,以至于分析师怀疑中国政府是否调整了其计算方式。不过招银国际证券分析师萧小川表示,风能和太阳能补贴的截止日期是去年 12 月 31 日,一些项目因疫情而被推迟了几个月:“统计数字或囊括了没有全部完成并网的部分机组。”
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发表于2020年10月26日 14时43分 星期一
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南澳大利亚州实现了可更新能源的里程碑:成为世界上第一个完全依靠太阳能供电的管辖区。南澳面积 983,482 平方公里,人口 176 万,10 月 11 日周日下午的一个多小时内, 100% 的电力来自于太阳能,其中安装在居民屋顶的太阳能系统提供了 77% 的电力,大型太阳能发电场提供了 23% 的电力。分析师表示,随着太阳能的继续增长,类似的事件将会越来越常见。南澳曾以供电不足而闻名。
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发表于2020年10月02日 23时07分 星期五
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宜家宣布将于 2021 年 10 月之前在全球宜家家居产品系列中停止销售一次性碱性电池。此举旨在鼓励常用电池的消费者转而使用充电电池。长期使用充电电池,有助于消费者省钱和减少浪费。当前有多项电池生命周期评估对比研究表明,对于高能耗、需要定期供电的普通家用设备,譬如玩具、手电筒、便携式音箱或照相机,使用碱性电池比使用镍氢充电电池(NiMH)对环境的影响更大。宜家在 2019 财年售出了约 3 亿颗碱性电池。据估算,假如所有宜家顾客都放弃碱性电池改为购买充电电池来为高能耗设备供电,按充电 50 次计算,则全球每年可减少多达 5000 吨的废物。
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发表于2020年09月11日 20时41分 星期五
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智能手机的电池如果坏了,你可以更换电池或干脆花钱更换整部设备,抱怨下电池寿命太短。电动汽车无法按照这种模式工作,汽车需要电池能和汽车一样耐用。实现这一目标的一种方法是密切跟踪每一辆电动汽车里的电池状况,了解如何延长电池使用寿命的知识,设计寿命更长的新版本。这就是通用汽车无线电池管理系统的任务,这套系统由通用和 Analog Devices 合作打造,包括特斯拉在内的电动汽车制造商尚未研发出同类系统。通用的系统利用了整合在电路板上的 RF 天线,天线能通过 2.4 GHz 无线协议传输数据,能将测量的电池电压等数据传输给通用的云端服务器。它能全面监视电池的健康状况和运行状况,包括在不同气候和用例下的实时驾驶数据。无线管理系统能在电池组之间平衡电荷以实现最优性能。软件和电池节点能通过无线方式重编程,为防止黑客入侵它在设计时就采用了端对端加密。
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发表于2020年08月12日 23时01分 星期三
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根据发表在《Nature Communications》期刊上的一项研究,华盛顿大学的化学家将普通的建筑砖头变成储能电池,能为 LED 灯直接供电。化学系助理教授 Julio D’Arcy 和同事利用砖的多孔结构,使用气相沉积技术为整块砖添加了一层名为 PEDOT 的导电聚合物,让砖变成一个储能电极。砖本身的红色色素——氧化铁(铁锈),对于诱发聚合反应来说十分关键。研究人员用一个概念验证装置证明,可以用一块砖直接给一个 LED 充电。根据研究人员的计算,这些储能砖砌成的墙或能储存大量电能。他们总结认为,该项研究工作或能为具有储电功能的多用途增值建筑材料的开发带来启示。
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发表于2020年07月11日 21时21分 星期六
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自 30 年前商业化以来,锂离子电池取得了很大进展。今天的锂离子电池比十年前续航力更持久,容量更大,成本降低了 85%,它是智能手机革命的驱动力。但安全仍然是锂离子电池的一大问题,它会导致发热起火。全聚合物电池发明家 Hideaki Horie 称,从物理学角度看,锂离子电池是人类创造的最伟大的加热器。他发明的新电池试图让电池的制造和钢铁的生产类似。他的发明用一种树脂结构取代了锂离子电池使用的金属衬里电极和液体电解质。这种电池使用双极设计防止浪涌导致的发热情况。但新的电池不是没有缺点,聚合物的导电性不如金属,这将影响其携带的电容量。