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前瞻技術脈動：能源技術（202413）

關鍵字：發電機；水平化發電成本(levelized cost of electricity)；運動驅動電流；固體氣凝膠；甲醇；轉化效率；
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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8月30日
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圖、前瞻技術脈動：能源技術（202413）
 
科學家指出，空壓儲能系統可取代傳統電池成為能源供應者
科學家們正在尋找替代傳統電化學電池更經濟的選擇，利用浮球在水中升降的原理，透過繩索和滑輪系統，以浮球驅動發電機產生電力。阿拉伯聯合大公國的沙迦大學，開發出空壓儲能系統，作為替代傳統電化學電池的可能選擇。主要是透過浮球在水中升降實現能量的儲存和釋放。這種儲能系統包括空氣儲罐、加壓馬達、齒輪箱和交流發電機，其水平化發電成本(levelized cost of electricity)約為0.978美分/千瓦時，相較於其他電池技術的8.69美分/千瓦時具有競爭力。研究團隊期望這一項研究能喚起人們對不同儲能方式的認識，相關成果已發表於《Journal of Energy Storage》期刊。
參考資料：Compressed air energy storage systems could replace conventional batteries as energy providers, say scientists, TechXplore. 2024/02/05.

重塑燃料電池和電池：麻省理工學院化學家揭露質子轉移的秘密
電極表面和電解質間質子的運動驅動電流，是許多能源技術的關鍵步驟，包括燃料電池和用於生產氫氣的電解裝置。透過精確控制石墨烯片及有機環狀化合物的成分組成，創造了電極表面，該設計使研究團隊能解明質子耦合電子轉移反應的動力學。

由MIT研究團隊發表於《Nature Chemistry》期刊的研究成果指出，該團隊首次詳細描述了質子耦合電子轉移在電極表面發生的過程，為許多能源技術中的關鍵步驟，包括燃料電池和電解槽。研究團隊透過精確控制石墨烯片及有機環狀化合物的成分組成，創造了電極表面，該設計使他們能解明質子耦合電子轉移反應的動力學。研究團隊研究了電子和質子如何在表面結合的特性，與能源轉換設備中的催化反應息息相關。研究團隊也發現電極周圍電解質溶液的pH變化會影響電極內質子運動和電子流的速率。該研究成果有助於設計更高效的燃料電池、電池和其他能源技術。該研究是由U.S. Department of Energy Office of Basic Energy Sciences資助。
參考資料：Reimagining Fuel Cells and Batteries: MIT Chemists Unveil Proton Transfer Secrets, SciTechDaily. 2024/02/06.

透明的木層窗戶有助於保持熱能
提高窗戶的隔熱性能，減少能源浪費，使用由木材製成的透明的固體氣凝膠可替代雙層玻璃窗中的空氣，其隔熱的效果比雙層玻璃窗中的空氣更好。科羅拉多大學波德分校的研究人員透過使用由木材製成的透明的固體氣凝膠可替代雙層玻璃窗中的空氣，其隔熱的效果比雙層玻璃窗中的空氣更好。研究人員將纖維懸浮在水中，再用乙醇代替水，最後經過提升溫度和壓力來製造氣凝膠，形成了可以填充更寬廣空間的材料，且不會像單純的空氣一樣產生熱對流效應。該氣凝膠可以在窗戶上使用，因為它具有高透明度和高隔熱性，其隔熱效果與牆壁差不多。這項發明有望提高窗戶的隔熱性能，減少能源浪費，同時保持良好的視覺效果。該研究發表在Nature Energy期刊上。
參考資料：Windows filled with see-through wood layer help hold in heat, New Scientist. 2023/03/16.

開闢新前沿：促進CO2利用的PdMo金屬間催化劑
為了解決與氣候變化和化石燃料枯竭相關的緊迫問題，科學家們正在尋找可行的解決方案，以最大限度地減少釋放到大氣中的CO2量，並將大氣中的CO2轉化為更有用的化合物。

發現的一種催化劑可以在室溫和低壓條件下將CO2轉化為有用的甲醇，日本東京工業大學的研究人員開發出一種新型的由鈀(Pd)和鉬(Mo)組成可穩定應用於低溫環境下的觸媒，可將二氧化碳經由氫化反應轉化為甲醇。利用氨解的方法將鈀、鉬氧化物和氨氣結合，製備出h-PdMo觸媒，並能在高達400°C的溫度下是穩定不會分解。此觸媒的優點是具有低溫穩定性和高轉化效率等優點，在0.9 MPa壓力下，可達到與4-5MPa壓力下傳統觸媒相當的轉化效率。這種新型化合物能透過氫化轉化CO2成新燃料或化學品，未來將是減緩氣候變化的關鍵。(1292字；圖1)
參考資料：Opening a new frontier: PdMo intermetallic catalyst for promoting CO2 utilization, Science Daily. 2023/04/05.

 

 
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