前瞻技術脈動：能源技術（202416）
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30日
圖、前瞻技術脈動：能源技術（202416）
風力渦輪機可以應對颶風速度的風嗎？
因颶風強風可能對風力渦輪機造成損壞，但颶風盛行的地區，預計在未來幾十年之內，該處風能亦將擴大，因此如何設計相對的風力渦輪機為主要挑戰。科羅拉多大學團隊設計具有面向順風柔性葉片的渦輪機，即為一個帶有柔性葉片的雙葉片風力渦輪機原型設計，且轉子面向下風而不是迎風，有助於吸收強風的影響。
科羅拉多大學團隊所設計的抗颶風渦輪機，其靈感來自於棕櫚樹在大風中可隨風彎曲的特性，因此研發出一個具柔性葉片的雙葉片風力渦輪機原型，其轉子面向下風而不是迎風，將有助於吸收強風的影響。但是，目前風能產業幾乎普遍採用逆風三葉片設計，因此科羅拉多大學團隊的新概念並未獲得接受，另外，專家指出，若設計的渦輪機足夠堅固以承受風力高峰期，但是在微風期間該渦輪機即可能承擔大量的額外成本。
參考資料：Can a wind turbine handle hurricane speed winds? BBC News. 2023/05/10.
研究開發出四季皆宜的電動車鋰離子電池
鋰離子電池是目前全球使用量最多的儲能裝置，但在寒冷天氣下，其運作效率急劇下降，限制了其在電動車應用中的地域廣泛性。為了解決這個問題，研究者開發出防凍電解質，這種電解質能使鋰離子電池在華氏零下4度（攝氏零下20度）仍然維持良好的充電性能。此外，這種電解質不易燃，使得鋰電池在寒冷天氣下的使用更加安全。
鋰離子電池含有碳酸鹽溶劑的液態電解質在攝氏零度以下就會開始凍結，而使電池效能大幅降低。美國能源部(DOE)阿貢國家實驗室和勞倫斯柏克萊國家實驗室的科學家開發出含氟電解質，在華氏零下4度(攝氏零下20度)仍維持充放電性能和400次充放電循環的穩定儲能能力，適用於寒冷的天氣或季節，且此種電解質更不易燃而提高安全性，可望於廣泛運用於電動車、行動裝置或電網儲能。該研究發表於Advanced Energy Materials期刊。
參考資料：An electric vehicle battery for all seasons. ScienceDaily. 2023/05/18.
為什麼停車場是部署太陽能板的最熱門場址
尋找合適的空間來建設太陽能板，以提高再生能源發電的比例。將太陽能發電板與基礎設施（例如停車場）進行共構，可以實現土地的雙重利用，從而有效應對土地資源有限的挑戰。依Solar Energy UK資料指出，英國目前約有 15 GW 的太陽能裝置容量，而 2030 年須達 40GW 才能實現淨零目標。而學者推估將太陽能發電板與建築環境共構，總發電潛力約 117GW，而其中的11GW 可以來自停車場。透過將傾斜的太陽能電池板陣列架設於鋼支架上形成太陽能頂棚，吸收陽光發電之際並可為位於下方的車輛遮陽，再者停車場等開放空間多位於醫院、購物中心或辦公室等耗能設施附近，可有效支援用電需求。目前英國最大的太陽能停車場是位於克魯的賓利汽車工廠，其峰值容量為 2.7 MW，但若缺乏電網連接，這些太陽能停車場將無法運作。
參考資料：Why car parks are the hottest space in solar power. BBC News. 2023/05/23.
工程師從稀薄的空氣中收集豐富的清潔能源
如何從稀薄的空氣中收集清潔能源並轉換為電力？一種由細菌生長的蛋白質奈米線製成的特殊材料，能夠持續地從空氣中收集電力。設計一個電力收集器，其中填充有小於100nm的奈米孔，可以讓水分子從材料的上部通過到下部。但是由於每個孔都很小，水分子在穿過薄層時很容易撞到孔的邊緣。這意味著該層的上部將受到比下部更多的載荷水分子的衝擊，從而產生電荷不平衡，這將有效地創建一個電池--只要空氣中有任何濕度就可以運行。(1236字；圖1)
參考資料：Engineers harvest abundant clean energy from thin air. Science Daily. 2023/05/24.
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