前瞻技術脈動：能源技術（202502）

關鍵字：；；；；；；；；

瀏覽次數：873｜歡迎推文：

科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2025年1月22日

圖、前瞻技術脈動：能源技術（202502）

奈米裝置可從蒸發的自來水或海水中產生能量
儘管目前已有水生伏打(hydrovoltaic)設備，但我們對於如何在奈米尺度上控制水伏能量的產生條件和相關物理現象的理解仍十分有限。透過奈米球膠體微影術(nanosphere colloidal lithography)，可以創造具有精確間距的矽奈米柱六角形網路，用以展示液體流動、離子流動以及由流固耦合產生的靜電效應特性，進而實現對水伏設備的優化。

由Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne研究團隊發表於《Device》期刊的研究成果顯示，利用水伏效應(hydrovoltaic effect)的奈米設備可從離子濃度高於純水的液體蒸發中收集電力，揭露了龐大的未開發的能源潛力。研究團隊使用奈米球膠體微影術創造了一個有精確間隔的矽奈米柱的六角形網路，使其能表現液體流動、離子流動和由於流固耦合而產生的靜電效應的特性，進而優化了水伏設備。研究團隊發現，與先前的認知相反，水伏設備可在廣泛的鹽度範圍內運行，因此更容易製造出用於自來水或海水的設備。研究成果為更高效的水伏設備開闢了可能性，可在廢熱回收、再生能源生成和淨水生產等方面發揮作用。
參考資料：Nanodevices can produce energy from evaporating tap or seawater. Science Daily. 2024/03/06.

科學家實現了下一代卷對卷印刷太陽能電池的創紀錄效率
矽太陽能板通常堅硬且笨重，而鈣鈦礦太陽能電池則可印刷在塑膠薄膜上，因而具備輕巧、高度靈活且便於攜帶的特性。

澳洲國家科學機構CSIRO的科學家帶領國際團隊實現了清潔能源突破，為全卷對卷印刷太陽能電池創造了新的效率記錄。矽太陽能板堅硬且笨重，而印刷太陽能電池則高度靈活且便攜，這意味著它們可以以以前難以想像的方式部署在城市建設、採礦作業、應急管理、救災、太空、國防和個人電子產品中。此系統每天可以快速生產和測試一萬多個太陽能電池。鈣鈦礦是一類新興的太陽能電池材料。它們之所以引人注目，是因為它們可以配製為墨水並用於工業印表機，透過使用專門的碳墨水，減少了在生產中使用昂貴金屬（例如黃金）的需求，這進一步降低了生產成本。「傳統矽太陽能板的剛性和重量使得移動它們變得困難。我們輕薄的太陽能電池板可以輕鬆運輸到有陽光的任何地方。我們甚至上週將太陽能電池板發送到太空測試其性能，以期進一步優化並最終為未來的太空事業提供可靠的能源。
參考資料：Scientists achieve record efficiency for next-generation roll-to-roll printed solar cells. TechXplore. 2024/03/12.

新方法有助於分析全球太陽能光電發電的變化
太陽能光伏(PV)發電廠會受到天氣和許多其他環境條件的影響。這種可變性導致這些工廠的電力輸出不一致。研究人員開發了一種方法來研究太陽能光電站的功率輸出隨時間的變化，並考慮到在不同地理區域觀察到的不同功率波動。

研究人員開發了一種方法來研究太陽能光電站的功率輸出隨時間的變化，並考慮到在不同地理區域觀察到的不同功率波動。我們的電力系統依賴多種電源來提供穩定的電力，但需求整天都在變化。挑戰在於平衡發電（輸入側）的波動與不斷變化的電力需求（需求面）。當將風能和太陽能等可變再生能源納入電網時，就會出現「電網併網問題」。與傳統能源相比，這些資源因其可變性和不確定性而帶來了獨特的挑戰。科學家使用功率譜的概念來研究太陽能光電發電輸出的變化他們分析了晴空指數，以計算不同地點太陽能發電的變化。晴空指數告訴我們在晴空條件下到達地球表面的總太陽輻射量。該指數有助於氣象學家和研究人員了解由於雲、氣溶膠和其他大氣條件而導致的與理想晴空條件的偏差。科學家可以利用這種新方法來研究太陽能光電廠的規模和影響能量吸收的具體因素如何影響不同地點的太陽能發電。這可以幫助我們理解為什麼能量波動會因地點而異。
參考資料：New method helps analyze changes in solar photovoltaic power generation across the globe. TechXplore. 2024/03/12.

太陽與太空：利用寒冷的宇宙和太陽能來獲取再生能源
需要開發創新的可再生能源解決方案，其中一種方法是將輻射冷卻板與太陽能板相結合。輻射冷卻板可將熱量輻射至太空，降低溫度，同時太陽能板則利用陽光進行發電，實現能源高效利用的雙重功能。

賓州州立大學的研究人員發展了一種雙重冷卻發電策略，該策略可在收集太陽能的同時，透過輻射冷卻將熱量傳出地球。研究團隊以特殊材料製成的輻射冷卻板，將物體產生的熱量由輻射直接傳遞到外太空，達到冷卻效果。將輻射冷卻板與太陽能板交疊在一起，可使太陽能板在獲取陽光的同時，也能被輻射冷卻板冷卻。另外在測試中也發現，這種雙重收集系統相較於單獨使用太陽能板的耗電量，最多可節省30%，相關研究成果已發表於《Cell Reports Physical Science》期刊。(1660字；圖1)
參考資料：Sun and space: Harnessing cold universe and solar power for renewable energy. TechXplore. 2024/03/14.

1. 前瞻技術脈動：環境永續（202502）
2. 前瞻技術脈動：環境永續（202501）
3. 前瞻技術脈動：能源技術（202501）
4. 歐盟2024年再生能源占比創新高電力系統加速綠色轉型
5. 前瞻技術脈動：智慧農業（202407）
6. 前瞻技術脈動：環境永續（202435）

歡迎來粉絲團按讚！

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------