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前瞻技術脈動:能源技術(202414)

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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10月16日
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圖、前瞻技術脈動:能源技術(202414)
 
核廢料驅動的電池可持續運作數千年
傳統電池的續航時間較短,且需要定期更換,另外核廢料的處理在多數國家都是一個棘手的問題。一種解決方案是將核廢料中的放射性物質封裝在人工鑽石內,利用放射衰變過程中釋放的能量來產生電力。人工鑽石能有效防止輻射外洩,而這種供電機制可以持續運作至少數千年。英國布里斯托大學的研究人員開發出基於放射衰變的核廢料電池,係以核廢料中的放射性物質「碳14」為基礎,利用「碳14」於放射衰變過程中所釋放的能量發電,並以人工鑽石封裝防止輻射外洩。美國新創業者NDB已於2020年進行驗證測試,由於「碳14」的半衰期長達5,730年,這款核廢料驅動的電池可持續運作數千年甚至更久,若進一步商業化可應用在長時間使用的固定裝置中,如物聯網的感測器、心律調整器等等。
參考資料Nuclear waste powered battery lasts for thousands of years, thebrighterside.news. 2023/04/17.


中國寧德時代公佈計劃為飛機提供動力的電池
現有的電池往往要麼過重,要麼存在安全方面的疑慮。而凝聚態電池(Condensed Battery)能夠在更小的電池包空間中儲存更多能量,因而提高交通載具的續航力。中國電動車電池大廠寧德時代日公布新電池技術「凝聚態電池」,安全性(避免鋰電池的熱失控)與能量密度優勢兼具,聲稱未來可以用在電動飛機,預計能在2023年量產車用版本電池(可望實現1000公里續航),有助於減少充電次數和充電時間,拉近電動車與燃油車在續航里程的差距,促進電動車產業的發展。
參考資料China's CATL unveils battery planned to power planes, Tech Xplore. 2023/04/19.


新型太陽能產氫系統可同時產生熱能和氧氣
利用太陽能從水中生產氫氣的過程被稱為人工光合作用,但由於用地需求和轉換效率的限制,這一技術在擴大規模和提高經濟效益方面面臨挑戰。為了克服這些困難,研究人員建造了一個試驗規模的太陽能反應器,該反應器不僅能產生可用的熱量和氧氣,還能以前所未有的效率生產氫氣。研究者以實際系統的規格開發太陽能製氫系統,透過類似衛星天線的拋物面盤子集中將近1000倍的太陽輻射,透過光化學反應器以太陽能電解水產生氫氣和氧氣,並經熱交換器利用產出的熱量。該系統的獨特之處在於它能大規模地生產氫、熱和氧,其效率代表著該技術正朝向商業化邁進,已有新創公司與瑞士金屬生產廠合作,建立一個100 kW規模的示範工廠,為金屬退火過程生產氫氣,為附近的醫院生產氧氣,並為工廠的供熱需求提供熱水。該研究發表於Nature Energy期刊。
參考資料A solar hydrogen system that co-generates heat and oxygen, Science Daily. 2023/04/17.


科學家設計太陽能屋頂為溫室收集能量
農地若用來種植太陽能電池後,將無法進行耕作。太陽能目前是再生能源中相當普遍的選擇,但設置太陽能電池板需要大量空間,若是利用農地種電,雖有足夠空間設置太陽能板,卻無法讓農地同時被利用。對此,科學家們開發了一種強化的半透明有機太陽能電池,這些電池使用新的碳基材料( L-穀胱甘肽,L-glutathione),而不是傳統太陽能電池的無機物質,不僅提高電池效率,更重要的是可以讓充足的陽光穿透電池版照射到土地上的植物,達到種電的同時又能有效利用農地。(1119字;圖1)
參考資料Scientists design solar roofs to harvest energy for greenhouses, NSF. 2023/04/04.


 

 
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