前瞻技術脈動：環境永續（202428）

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2024年11月8日

圖、前瞻技術脈動：環境永續（202428）

產生孢子的細菌電池可以在貨架上使用100年

若廢電池未妥善回收處理，容易對環境造成污染；雖然傳統微生物燃料電池具有環保特性，但卻難以長期保存。為了解決這些問題，可以將枯草芽孢桿菌包裹在石墨烯水凝膠中。當石墨烯水凝膠吸取空氣中的水分時，會將水分傳遞給枯草芽孢桿菌，促使其在製造孢子的過程中產生電能。

賓漢頓大學的團隊將枯草芽孢桿菌包裹在石墨烯水凝膠中，成為一個細菌電池，使用前先以膠帶密封起來。當膠帶被移除，石墨烯水凝膠會從空氣吸取水份，輸送給枯草芽孢桿菌，透過製造孢子產生電能。這種電池的拆封後續航力能持續一周，若未拆封能保持100年之久。這項研究由美國海軍研究辦公室資助，並已發表在《Small》雜誌上。
參考資料：Spore-producing bacteria battery could last 100 years on the shelf. newatlas.com. 2023/04/18.

能在白天或晚上持續產生電力的新型被動裝置

傳統的小型供電裝置需要電池驅動才能運行，並且使用過程中需經常更換，這樣既不方便又缺乏可靠性。而新型熱電發電機（TEG）架構可以全天候產生電力，解決了傳統充電設備對外部能源來源的依賴，成為一種方便且環保的電力供應解決方案。中國集美大學的研究團隊在Optics Express期刊上發表了能全天候使用的熱電發電機(TEG)架構，採用超寬帶太陽能吸收器 (UBSA) 及平面輻射冷卻發射器 (RCE)維持足夠的溫度梯度，即使在多雲的天氣甚至是晚間都有辦法供電，其可應用在感測器或是智慧手表等穿戴裝置中，達成自我充電的理想。
參考資料：New passive device continuously generates electricity during the day or night. TechXplore. 2023/04/18.

白熾燈可以透過回收紅外線來節能
開發出一種新型照明裝置，這種裝置可以回收部分發出的紅外光，有助於減少碳排放。上海交通大學的研究人員開發出一種白熾照明裝置，它可以回收部分發出的紅外光，使其效率與 LED 燈差不多，但產生較少的碳排放。該裝置使用了一種由奈米碳管捲成的薄膜和一種含有硼和氮的陶瓷材料製成的線圈。這個線圈放在一個陶瓷盒子中，而盒子的窗戶則是由一種特殊的石英材料製成。不同於傳統白熾燈，這種裝置不需要在色彩準確性上做出妥協。照明消耗了全球20％的電力，產生了超過10％的碳排放量。這種新型照明裝置可以成為 LED 燈的替代品，有助於減少碳排放。
參考資料：Incandescent lamp could save energy by recycling infrared light. New Scientist. 2023/04/12.

有錢人大量的用水，以至於威脅到全球的供應量

為了更好地了解不同社會經濟群體對用水需求的影響，研究人員在乾旱期間對開普敦的各個群體進行了用水模擬研究。瑞典烏普薩拉大學的研究人員指出，必須減少社會中最富裕的人所使用的水量，以確保未來需求能夠滿足。該研究表示，全球的用水需求正在快速增長，尤其是在城市地區。聯合國報告指出，到2050年，全球有24億居住在城市中的人口可能面臨缺水問題。南非開普敦市已經是一個正在經歷嚴重缺水問題的城市。在2015年至2018年的乾旱期間，城市的水庫水位只有正常水位的12.3%。為了更好地了解不同社會經濟群體對用水需求的影響，研究人員在乾旱期間對開普敦不同群體的用水進行了模擬。他們發現，最富裕的人過度用水量造成缺水的問題。這項研究凸顯了解決用水不平等問題以確保未來用水需求得到滿足的必要性。(1150字；圖1)
參考資料：Rich people use so much water that it is threatening the global supply. New Scientist. 2023/04/10.

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