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比尔·盖茨亲自撰文力挺把太阳能转化为液体燃料

本文摘要:去年秋天我回到加州理工学院,造访内特·刘易斯(NateLewis)教授的实验室。那天阳光引人注目,南加州的气温比长时间情况低了20华氏度(6.7摄氏度),国家气象局还公布了针对极端火情和高温疾病的警告。这样的天气正好为我此行到内特实验室的参观内容获取了一个背景讲解:我们如何需要利用太阳的极大能量来生产燃料,从而为汽车、卡车、轮船和飞机获取动力?“我们解读:这种燃料就是通过某种材料把太阳能转化成为液体燃料,像汽油一样可供人类利用。

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去年秋天我回到加州理工学院,造访内特·刘易斯(NateLewis)教授的实验室。那天阳光引人注目,南加州的气温比长时间情况低了20华氏度(6.7摄氏度),国家气象局还公布了针对极端火情和高温疾病的警告。这样的天气正好为我此行到内特实验室的参观内容获取了一个背景讲解:我们如何需要利用太阳的极大能量来生产燃料,从而为汽车、卡车、轮船和飞机获取动力?“我们解读:这种燃料就是通过某种材料把太阳能转化成为液体燃料,像汽油一样可供人类利用。

”我走出这间冲刷着计算机屏幕、化学物质药瓶、烧杯和其他设备的实验室,内特拿着我一副护目镜,讲解了一些参观注意事项。他说道:“尽管这里填了很多简单的东西,但我们所做到的一切归根结底非常简单。

”内特团队的研究工作基于这样一个非常简单的理念:太阳是我们所享有的最可信、最丰沛的可再生能源。太阳一小时内电磁辐射到地球的能量,比我们人类整整一年消耗的能量还要多。

如果我们能寻找一种经济高效的方法,通过这种方法利用到哪怕只是一部分的太阳能,这都将很大地协助我们为未来找寻到洗手、低廉和可信的能源。我们都会对太阳能板深感陌生,它可以将太阳能转化成为电能。

随着其价格的上升,太阳能板正更加多地沦为全球清洁能源的来源,这觉得令人鼓舞。当然,利用太阳能发电不存在一个相当大的挑战,那就是过于可信。太阳每天都会落山,阴天时我们又看不到太阳,这也就是为什么我们必须寻找储存太阳能的方法,从而能在任何有必须的时候展开供给。

电池是解决方案之一,要是能作出太阳能燃料就更加篮了。燃料的能量密度比电池更高,因此储存和运输也更容易,例如1吨汽油储存的能量相等于60吨电池储存的能量。

这也是为什么在电池技术构建重大突破之前,我们觉得很难想象搭乘挂电式电动飞机从西雅图飞到东京。我之前写出过一篇文章,关于我们必须构建一种能源奇迹,既为了制止气候变化,又要为数百万用不上电的贫困家庭获取电力。太阳能燃料就是我所说的奇迹之一,它可以解决问题没阳光太阳光时的能源储存问题,还能为现有的交通基础设施获取更加易懂的能源。我们可以之后驾驶员现有的汽车,但它们会再行用于从地下开采的化石燃料,而是用于太阳能燃料。

由于用于这种燃料会为环境贡献额外的温室气体,因此会毁坏地球二氧化碳的均衡。这样的未来令人憧憬深感,但构建它必须艰难的代价,因为没有人告诉否真为有将阳光变为燃料的切实可行的办法。好在有了美国能源部的研究经费,内特和其他的美国研究人员才以求探寻这一点子的可行性。

我们生活在一个新发明、新发现层出不穷的时代,以至于人们很更容易指出,我在加州理工学院看见的前沿研究是理所当然的。然而,大多数提高我们生活的技术突破——从新的疾病化疗手段到清洁能源创意——只不过在研究早期之后获得了政府的资助,这还包括内特的研究项目。

科学研究一旦取得成功,它将带给技术创新,促成新的产业,建构新的工作岗位,性刺激经济快速增长。无论怎么特别强调政府反对在这一过程中的重要性都严重不足为过。

如果没政府的涉及投放,人类会获得2020-03-30 这样突飞猛进的变革。尽管内特和他的团队目前仍正处于这项研究的最初阶段,但他们有理由对前景维持悲观,却是把阳光转化成化学能是植物每天都在腊的事儿。通过光合作用,植物利用阳光、水和二氧化碳,把太阳能储存在化合物里。

在内特的实验室里,他带领的团队利用的也是某种程度的原料,不同之处在于,他们得搞清楚怎样才能做到得更佳,在大大自然擅长于的领域巧夺天工。内特说道:“我们想要在大自然方法的灵感下建构一种太阳能燃料,和人类受到鸟类飞行中的灵感而发明者飞机一样。

但你会用羽毛来造飞机,我们也不想利用叶绿素和生物系统做到一个人造光合作用系统,因为我们能做到得更佳。”内特的一名学生向我展出了如何用光把水分解成氧气和氢气,这是生产太阳能燃料关键性的第一步。下一步是把氢气和二氧化碳融合在一起生产燃料。

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然而利用现有技术、用阳光制取燃料的成本太高了。为了把成本降下来,必须做到更加多的研究来搞清楚各种材料和系统,建构出有太阳能燃料的可信来源。

内特团队正在研究的一个方法,是一种由塑料“细胞”构成的人造草皮,这种草皮可以很更容易被铺开来吸取阳光、生产燃料。每个塑料“细胞”内都包括了水分、阳光吸收剂和一种催化剂。

催化剂的起到是加快化学反应,因此每个“细胞”都能更加高效地生产氢气或者碳基燃料。但意外的是,最差的催化剂必须中用一些三高、最少见的元素,比如铂金。内特研究的一个主要方面就是要寻找其他的催化剂,它不仅要更加高效轻巧,还得更加经济。

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内特对清洁能源的兴趣始自20世纪70年代的石油危机,当时他和父亲为了给车打气要分列好几个小时的队。他说道他那时就想投身能源研究。

如今,他正在训练新一代的科学家们来协助解决问题世界面对的能源挑战。看著在内兹实验室里工作的这些年轻人让人倍感激励,他们创意的速度比以前任何时候都要慢。“我们现在一天能做到的实验在以前有可能必须一整年,或者相等于已完成一整篇博士论文所需的工作。”内特说道。

尽管如此,我坚信我们还必须做到更加多的希望,我们必须成千上万名科学家来探寻所有有可能,引导人类南北亲吻清洁能源的未来。这也是为什么最近我和许多投资人发动了突破能源基金(BreakthroughEnergyVentures),这支基金计划投放多达10亿美元,资助有可能给世界带给廉价且可信的清洁能源的科学找到。虽然我们还无法在下周或明年就给汽车汽油太阳能燃料,但是内特的团队早已作出了有价值的贡献,协助我们解读如何才能有机会构建这一大胆的目标。

随着政府和私营部门反对力度的大大增大,我们将保证他们的研究需要加速向前前进。


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