前瞻技術脈動：能源技術（202311）

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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2023年12月22日

圖、前瞻技術脈動：能源技術（202311）

儲能混凝土可以為太陽能住宅奠定基礎
水泥和木碳粉末的混合物可能可以徹底改變能源儲存，使房屋和結構能夠在混凝土基層中儲存一整天的能源。麻省理工學院（MIT）的研究人員透過將水泥和細碳煙結合，創造出類似分支狀的金屬線結構，當浸泡在電解質溶液中時，可以儲存能源。這些超級電容器可以集成到建築基礎、風力渦輪機，甚至道路中，以實現對電動車進行無線充電。一個等邊長3.5米的混凝土塊可以儲存10 kWh的能量。這項技術有潛力顯著增強可再生能源應用，並減少對傳統電池的依賴。該研究發表在PNAS期刊上。
參考資料：Energy-storing concrete could form foundations for solar-powered homes. New Scientist, 2023/07/31.

全球範圍內檢視電廠的乾式和替代水冷卻方法
火力發電對冷卻需大量淡水，導致水資源短缺，且發電對全球碳排放有高度影響。美國石溪大學透過全球電廠資料，建立整合水碳管理架構，以應對水與能源系統間的複雜交互作用，解決能源安全和碳排的挑戰。研究團隊評估乾冷卻及不同情景下的替代水源和碳捕捉與封存(CCS)的影響，發現乾式冷卻的碳排放與能源損失取決於地點和氣候，且可透過運用廢水、鹵水等方式減輕水資源短缺。相關研究成果已發表在《Nature Water》期刊。
參考資料：Taking a global look at dry and alternative water cooling of power plants. TechXplore, 2023/08/09.

海水中的氯化物離子有望在未來的電池中取代鋰
現有的鋰離子電池成本高，因其依賴稀缺元素(如鈷、鎳和鋰)。伍斯特理工學院(WPI)的研究團隊發現，氯離子能夠在鐵氫氧化物材料中進行氧化還原反應，進而開發出一種能夠使用海水中氯離子的綠色電池技術。這種電池利用鐵氫氧化物材料進行氧化還原反應，使用海水中蘊藏豐富的材料，如鐵氧化物和氫氧化物，作為電極材料。這項研究有望為未來能源儲存技術開創新途徑，相關成果已發表在《Chemistry of Materials》期刊。
參考資料：Chloride ions from seawater could replace lithium in batteries of the future. TechXplore, 2023/08/10.

新型仿生太陽能葉片設計，提高採集效率
倫敦帝國理工學院新開發一種太陽能光伏系統，採用類似於植物葉片的結構，可增加能量轉換的效率。這種新的光伏太陽能葉片(PV-leaf)使用低成本材料，實驗中證明，與傳統的太陽能電池板相比，PV-leaf會額外生成10％的電力，而傳統太陽能電池板卻有高達70％的太陽能成為環境廢熱。PV-leaf不僅消除了泵、風扇、控制單元和昂貴多孔材料之需求，還能生成額外的清潔水和熱能，並適應環境溫度和日照變化，相關研究成果已發表於《Nature Communications》期刊上。(855字；圖1)
參考資料：A new bio-inspired solar leaf design with increased harvesting efficiency. TechXplore, 2023/08/15.

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