不需备用电池储电的再生能源,蒸发发电首估可产生全美 70% 电力

作者 | 发布日期 2017 年 10 月 02 日 9:39 | 分类 太阳能 , 能源科技 , 风能
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【Technews科技新报】风能或太阳能正在成为替代化石燃料的可再生能源,但当没有太阳或风时,供电间歇性问题仍是一大障碍。来自哥伦比亚大学的团队首次评估具有发展潜力的另一种再生能源:蒸发发电可以为美国带来多少能量,探讨结果指出,全美湖泊和水库在蒸发过程中,可以产生高达 325GW 的电力,这数字相当于美国目前产出电力的 70%。



研究领导人、哥伦比亚大学生物科学与物理学副教授 Ozgur Sahin 表示,蒸发发电不会受到天气条件限制,因为水本身会储存热量,不论白天或黑夜都在蒸发,不像风能或太阳能需要备用电池来储存发电全盛期的电力。他们估计,若有良好、高效率的技术,则美国湖泊、水库的蒸发能量将供应高达 70% 的电力;而在收集同时也能节省高达 25 万亿加仑的蒸发水,对水资源处于紧张状态的加州、亚利桑那州或内华达州等地方受益匪浅。

▲ 研究人员表示,湖泊、水库的蒸发能量有机会成为下一个具巨大潜力的再生能源。(Source:pixabay

2014 年时,Ozgur Sahin 已经先行提出蒸发发电的概念,他说,能量转移的最大形式就是蒸发,驱动气候变化的就是蒸发自海洋的水,但人类并没有可以直接获取这类能量的方式,所以他利用一种会随着湿度变化而进行膨胀收缩运动的“芽孢杆菌”(注),将薄层细菌孢子附在柔性弹性橡胶片上,再连接一台涡轮发电机,研究人员在一旁控制湿度变化,让发电机捕获膨胀收缩的机械能并转换成电能。这篇论文发布在《自然纳米技术》期刊。

至于今年发布在《自然通讯》期刊的研究,旨在评估若将蒸发能量用做可再生能源时,理论上能转换多少功率。研究人员说,人口日益增长且光照充足的国家地区有本钱利用蒸发发电,原因是一来可减少废水浪费,二来则是蒸发能在温暖干燥的环境产生更多能量,容易出现旱灾现象的加州、内华达州、亚利桑那州受益最大。

蒸发发电潜力测试模型也已被研究人员尽力调高门槛,比如排除农田、河流、海岸线,且收集蒸发能量的技术必须很有效率,才能产出全美 70% 的电力。

第一个建议捕捉空气中二氧化碳来因应气候变迁的碳管理先驱克劳斯·拉克纳(Klaus Lackner)教授虽然没有参与这项研究,但他也在进行类似项目,利用人造树木吸取空气里的二氧化碳。他对这种采取干燥、潮湿周期循环以产生机械能、转换成电能的模式给予肯定。目前研究人员正致力于提高孢子材料的能量效率,并希望最终能在湖泊、水库甚至温室里测试。

注:芽孢杆菌是常见于土壤的微生物,这种细菌在不适合生存的情况下(比如饥饿)会转化为僵硬的内生孢子,若处于潮湿环境,孢子会吸收空气中的水分扩大到 40%,若是处于干燥环境则相反。

(首图来源:哥伦比亚大学

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