一块直径20厘米的“玻璃板”置于太阳光下所聚集的能量数秒钟就可以点燃一支香烟。这是武汉大学化学与分子科学学院刘立建教授演示的场景。
刘立建教授说,这实际上是一种高分子聚光板,理论上可将太阳光强度提高近万倍,所聚集的太阳能可以产生600℃以上的高温。他的课题组正在利用这样的聚光板从事将太阳能转
“低碳经济”是哥本哈根气候大会讨论的热点,在此之前,中国政府第一次对全世界公开承诺量化减排指标,决定到2020年单位国内生产总值温室气体排放比2005年下降40%-45%。
“低碳经济”的实质是减少化石燃料如煤、石油等的使用,尽量多利用生物质能、风能、太阳能等。“低碳经济”的实现要靠科技保证。记者了解到,在武汉大学,活跃着一批从事“低碳”科技研究的专家学者,他们利用生物质能、风能、太阳能等方面的研究已渐入佳境,在推动高碳向“低碳”、“零碳”科研道路上坚实迈进。
从2003年开始,刘立建课题组尝试以聚太阳光为能源使二氧化碳(CO2)与生物质如秸秆等反应生成一氧化碳(CO),此举不仅可直接利用太阳能将生物质转化为燃气CO,而且还可通过 CO2转化成CO的过程将太阳能转化为化学能,从而实现CO2的循环利用,达到节能、增能、减排和保护环境的多重效果。该过程已完成了小型模拟试验,现正在进行扩大试验。
刘立建介绍,我国每年产生的秸秆仅约11亿吨,全部加以利用也只相当于不到4亿吨碳,远不能满足社会经济发展的巨大需求。为此,他的课题组还在尝试用聚太阳光直接使CO2转化成CO,这样不仅能够节能减排,还可望从“低碳”转向“零碳”。
国家新世纪百千万人才工程入选者、武汉大学物理学院赵兴中教授的课题组则致力于太阳能电池研究,某些技术已接近世界先进水平。
太阳能作为一种可再生新能源,被认为是21世纪最重要的新能源之一。以半导体材料硅为代表的太阳电池首先得到蓬勃发展。但其制作工艺复杂,成本较高。近年来,各国的科学家们一直在致力于开发一些低成本、高效率的新型太阳能电池。低成本的染料敏化太阳能电池是近些年来科学家们研究的热点。
赵兴中教授主持的“染料敏化太阳能电池”研究在国内外独树一帜。从2006年开始,该课题组主持国家863项目“纳米晶改性固体高分子电解质染料敏化太阳能电池研究”,通过超声辐照、纳米颗粒掺杂等技术,对准固态电解质进行改性。染料受太阳光激发,将光生电子注入TiO2多孔膜,通过TiO2传输到外电路,可直接将太阳能转化为电能。染料敏化太阳能电池生产过程中不产生CO2,不产生环境污染。跟传统的半导体硅太阳能电池相比,染料敏化太阳能电池的成本只有硅电池的1/5。
风能发电是利用风力来促使发电机发电。风能资源是清洁的可再生能源,取之不尽用之不竭,是永久性的存在的本地资源。但建立风电场需要解决稳定性不够、风电储备和和输送等技术问题。
该校电气工程学院聚焦风能和太阳能发电,正在牵头从事“大规模风电远距离输送”课题探究,把研究目标对准风电规划、风电接入、风电储备等技术层面。目前,在河南、甘肃等地进行风电接入电网的研究,为我国的风电接入和远距离输送开展技术攻关。
智能电网是近年来专家们研究的热点。美国总统奥巴马上任后提出的能源计划,包括发展智能电网产业,最大限度发挥美国国家电网的价值和效率,创造世界上最高的能源使用效率。近年来,电气工程学院的一批专家投身智能电网研究,在电网安全、防雷接地、电能质量、电网稳定等方面领先全国。
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