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未来的新电能

2014-6-26 21:56:43 点击:2640 来自:admin
2001-09-21 来源:光明日报 吴锡平 我有话说

随着能源危机的步步逼近,人类探求新能源的迫切感愈来愈强,无数科学家为此付出了艰辛的劳动,并取得了可喜的成果。

 

声能发动机

 

美国科研人员正在设法用声音来启动发动机。新墨西哥州洛斯阿拉斯莫斯国家实验室的科研小组已经研制出有利于环境保护,靠声能运转的发动机。

这种新型发动机是用钢管制成。有一个长的、棒球棍状的共振器与一个椭圆形的容器组成。发动机内盛有经过压缩的氦,当氦被加热时,就会产生声波,形成声能,这种声能可以启动活塞,产生电力。

实验室的科研人员正在试用这一方法为电冰箱制冷。据称,由他们研制成功的小型声能发动机将比最大型的涡轮发电机的效力大10%。

 

绿叶发电

 

绿叶具有光合作用,这是众所周知的,但绿叶还具有光电效应的奇特功能,恐怕很少有人知道。美国和日本科学家做过一次有趣的实验:他们利用绿叶在阳光照射下的光电效应,用一个特定的仪器和灵敏度极高的微型电流表,竟测出了15微安的电流,虽然这电流极其微弱,但随着绿叶受光面积的增大,绿叶发出的电流也会增强。

科学家们深入研究发现,绿叶的光电作用是同时发生的。当太阳光照射到绿叶上时,绿叶就能吸收光能,并且从水分中夺取电子,这些夺取来的电子不断地自由活动并渐渐聚集。如果在这些电子自由活动前就用固定的电流场使他们定向移动,就能形成电子流。一棵大樟树或梧桐约有20多万片树叶,若将这些叶片摊开来计算,其总面积可达2300平方米,按能量换算,相当于覆盖36亩土地的巨型太阳能转换站。这毕竟是一棵树,若是一片树林呢?显然,绿叶的发电能力十分可观。

科学家正尝试把这样的“发电厂”从实验室里搬出来,为人类提供一种新的能源——绿叶发电。比如在房屋周围广泛植树,在墙边种植青萝、紫藤、爬山虎等植物,以构成多层覆盖的叠式植物群。这样一来,不仅房屋周围绿树成荫,环境大大改善,而且每户人家还可以自成体系地建立一个个小型发电厂,这将是世界上真正的无尘、无污染的最富有生命力的新型绿叶发电厂。

 

海洋波能

 

波能,即海洋波浪能。这是一种取之不尽、用之不竭的无污染再生能源。据科学家推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。近年来,在各国开发新能源的计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运转8年,电厂的发电成本虽高于其他发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,从目前看,均运行良好。
 


岩浆发电

 

不用多久,人类可望使用由岩浆的热量产生的电力。

美国新墨西哥州的一个国家实验室的科研小组正在开凿位于加利福尼亚的马默斯洞穴湖,计划勘探那里的地下岩浆,了解岩浆的深度以及怎样让其为人类提供能源。

据参与此项目的桑迪亚地热研究部的项目负责人芬格称,全球岩浆中含有的能量可以方便地为地球多次提供能量。美国地质部已对岩浆总量作过研究,他们发现,仅美国就有5万多个岩浆活动处,每处平均拥有相当于1.72亿桶石油的能量,而且这些岩浆很容易获得。发电站可以将岩浆的热量转换成电力,就像目前将蒸汽转变为电力一样容易。

科学家称,开凿一个宽12英尺、深2万英尺的洞就可以产生一个发电站,并可从中获取30兆瓦的电力。只要将液体注入洞中,液体就会被岩浆加热至摄氏500多度,再将液体输出地面就可产生电力。

科研人员准备在岩浆喷射处建立一个工程实验室,以便更方便地获取熔化的岩石,并开始采用加热系统将岩浆的热量转化为可供使用的电力。

科学家估计,岩浆可能位于地面下1.8万-2.6万英尺。因此,要建成一个发电站必须开凿深2万英尺的洞,开凿越深,成本越大,开凿1万英尺耗资约130万美元。

美国科研人员正在开挖的大峡谷是美国三个破火山口之一(因岩浆喷射形成的火山口)。这个年轻的火山口宽逾10英里,最近的一次喷发在550年前。

芬格称,桑迪亚实验室进行的让岩浆发电的项目可谓绝无仅有。以往科学家们已开挖过热井,但是只考虑地热发电,而从没有研究过用岩浆作能源。桑迪亚国家实验室的科研人员坚信,在10年之内,他们能使岩浆发电系统转变成一个个商业发电站,以满足众多人口使用能源的需要。

 

“黑洞”发电

 

黑洞是巨大恒星在其后期内爆、塌缩后形成的一种天体。虽然,迄今天文学家还未具体指出黑洞存在于何处,但黑洞的存在已勿容置疑。也许在银河系的中心,就有比太阳质量大许多倍的黑洞。

在黑洞中,物质被极度压缩。由于它的密度极大,于是在其周围形成了巨大的重力场。物质被吸入黑洞后,都无法逃遁,即使光也不例外,“黑洞”由此得名。黑洞是一个可以将光及任何东西都吸入的时空之洞。

在人类能源日益枯竭的今天,科学家在考虑能否利用黑洞内所蕴藏的巨大能量,即利用黑洞来发电。也就是将黑洞当作“重力井”,将落到黑洞中物质的巨大位能转换成热能或光能,然后再转换成电力。其原理类同水力发电和太阳能电池。具体地说,就是先使气体物质朝黑洞方向落下,在黑洞周围形成旋转的增积圆盘。圆盘内的气体,经与周围气体强烈摩擦后,温度升高,开始放射出强光。来自黑洞增积圆盘的热辐射,使其周围的气体能像太阳能电池板一样转变为电力。因此到黑洞中建造发电站,就好像今天人类在天然河川中建造水坝一样。黑洞发电站一旦建成,可使用数百万年之久。

 

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