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前瞻技術脈動：能源技術（202402）

關鍵字：乾旱；水凝膠；空氣汲水；鋰硫電池；風能；太陽能；小型水力儲能；電網規模儲能；減碳；鋅離子電池；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年1月19日
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圖、前瞻技術脈動：能源技術（202402）

將炎熱的夏季空氣變飲用水的新凝膠裝置
許多地區面臨水資源短缺問題，特別是在乾旱地區。德克薩斯大學奧斯汀分校的研究團隊開發出一種分子工程水凝膠，可以利用太陽能從空氣中擷取水份，將其轉為可飲用的水。此一技術可紓解全球許多地區的水資源短缺問題，特別是在高溫多的地方，因其運轉速度快，不需額外的能源，每公斤水凝膠能產生3.5至7公斤的水，所以具有巨大的應用潛力。研究團隊正在致力降低這項技術的成本，期望成為一種便攜式的製水方法，改善缺水地區的生活，相關研究成果已發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊上。
參考資料: Hot summer air turns into drinking water with new gel device. TechXplore, 2023/09/11.

未知高能量、低成本及長壽命電池的新途徑
美國能源部阿岡國家實驗室的研究人員在解決鋰硫電池的局限性方面取得了重大進展。他們最新的發現發表Nature期刊上，揭露了一種未知的反應機制，可以延長電池的壽命，這是他們此前面臨的一個主要挑戰。與鋰離子電池相比，鋰硫電池具有多個優點，包括更高的能量存儲能力、更低的成本以及不依賴關鍵資源。然而，當它們擴大到商業規模時，由於硫的損失，它們的性能會顯著下降。新的研究闡明了催化劑如何防止這種損失，為更可持續的交通解決方案帶來了希望。
參考資料: Previously unknown pathway to batteries with high energy, low cost and long life. TechXplore, 2023/09/07.

研究顯示，農場水壩可以轉變為可再生能源的儲存系統
一項由雪梨新南威爾斯大學（UNSW-Sydney）領導的新研究指出，可以利用澳洲的農田水塘創建成萬千個小型水力能量儲存站，從而支持農村地區可靠、低碳的電力系統採用。這項發表在Applied Energy期刊上的研究探討了將農業水庫（例如用於太陽能灌溉的水庫）連接起來，形成微型抽水式水力能源儲存系統的可能性。這些系統基本上是澳洲大雪山水電項目的家庭版。在風能和太陽能等可變能源日益普及的背景下，這些系統至關重要，可以在供應波動時提供穩定性。該研究在澳洲識別出超過30,000個有潛力的微型抽水式水力能源儲存站地點，潛在地為家庭提供增加太陽能使用並減少碳足跡的途徑。
參考資料：Farm dams can be converted into renewable energy storage systems, says study. TechXplore, 2023/09/07.

鋅離子電池如何解決我們的再生能源儲存問題
由於再生能源的供電是間歇性的，我們還需要一種方法來儲存這些能量，以滿足在沒有陽光或沒有風時電網的需求。這是一個重大挑戰，因為轉向再生能源還需要建立持久、安全和負擔得起的能源存儲系統。因此，找到一種廉價、安全的鋰電池替代品是推動完全可再生能源領域發展的關鍵。可充電鋅離子電池是一種非常有前途的替代鋰用於電網規模儲能的選擇。鋅離子電池是最近10年內才出現的，與鋰電池相比具有許多優勢。其中包括更便宜的材料成本、更高的安全性和更容易的回收選擇。鋅離子電池支持加拿大的脫碳目標，並證明是利用快速擴張的電池市場的機會。雖然鋅離子電池是一項相對較新的技術，但其支持加拿大和全球電網規模儲能的潛力不可低估。(1061字；圖1)
參考資料: How zinc-ion batteries may solve our renewable energy storage problem. TechXplore, 2023/09/13.


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