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瑞士开发低成本染料敏化太阳能电池

据《每日科学》网站报道，瑞士洛桑理工大学的科学家凯文·西沃拉领导的研究小组正致力于利用丰富而廉价的氧化铁（铁锈）和水研发一种新型染料敏化太阳能电池（DSSC），以利用太阳能制备氢气。虽然发表在最新出版的《自然光学》上的这项研究成果目前仍处于试验阶段，但它代表了科学家在氧化铁和染料敏化二氧化钛太阳能电池研究方面的新突破。

染料敏化太阳能电池是一种模仿光合作用原理的太阳能电池，主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂和导电基底等几部分组成。由于原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，因此在规模化工业生产中具有较大优势，对保护人类环境具有重要意义。

1991年，瑞士洛桑理工大学教授格兰泽尔在染料敏化太阳能电池领域取得重大突破，成功研制出可利用水直接生产氢气的太阳能电池。此后科学家们一直致力于研究低成本、高转换率且能规模化生产的染料敏化太阳能电池。

通常研究人员多采用氧化钛、氧化锡和氧化锌等金属氧化物作为纳米多孔半导体薄膜，西沃拉研究小组所遵循的基本原理与格兰泽尔相同，但采用氧化铁作为半导体材料。其研制的设备采用完全自备式控制，设备所产生的电子用于分解水分子，并将其重新组成氧气和氢气。该研究小组人员利用光电化学技术致力于解决困扰氢气制备的最关键问题—成本。

西沃拉说：“美国的一个研究小组已能将染料敏化太阳能电池的转换效率提高到12.4%。尽管理论上其前景很诱人，但该方法生产电池的成本太高，生产面积仅为10 cm2的电池成本就高达10000美元。”因此，西沃拉研究小组一开始就给自己设定了一个目标，即仅采用价格低廉的材料和技术。

西沃拉指出，他们研制的设备中最昂贵的部分是玻璃面板。目前新设备的转换效率依然较低，仅为1.4%～3.6%，但该技术潜力很大。研究小组还致力于研制一种简易便捷的制作工艺，比如利用浸泡或擦涂的方式制作半导体薄膜。西沃拉说：“我们希望未来几年内将转化效率提高到10%左右，生产成本降为每平方米80美元以下。如果能实现此目标，就能较传统的制氢方法更具竞争力。”

西沃拉预计，采用氧化铁作为半导体材料的串联电池技术，其转换效率最终将能够达到16%，同时成本也将会很低廉，这是该技术的最大优势。如果能够以廉价的方式成功储存太阳能，这项发明将大幅提升人类利用太阳能的力度，成为利用可再生能源的一种可靠方式。

信息来源：科技日报

英国科学家模拟植物制造零碳能源

据路透社报道，为探索更为高效的太阳能利用方式，来自英国东英吉利大学、剑桥大学和利兹大学的科学家正在研究如何模拟植物利用太阳光的方式来生产氢气。

氢气能的排放为零，可以作为交通能源或者用于产生电力。本项研究将利用合成生物技术，模拟植物吸收太阳能并将水分解为氢气和氧气的过程。科学家们坚信，模拟植物光合作用比现有的太阳能转换系统更能高效地利用太阳能。

东英吉利大学的首席研究员朱尔·巴特（Julea Butt）说：“我们将建立一个人工光合作用系统，在微生物上面放置微型太阳能板，使之能够利用太阳光促进氢能生产，这种根据需求释放能量的技术无疑更为先进。未来我们的光催化剂将会得到广泛应用，通过微小的改动就可以利用太阳能生产碳基燃料、药品和精细化工。”

事实上，许多国家都已经开始发展可再生能源，如太阳能、风能或生物燃料，并寻找比化石燃料更具竞争优势的能源。巴特说：“许多可再生能源资源如太阳光、风和潮汐，大部分都还未得到开发，主要的障碍在于需要将可再生能源资源转化为所需要的能源的利用形式。”

目前，由于各国政府都在努力减少化石能源消耗所导致的温室气体，英国科学家将联合其他国家的研究人员，共同开发人工光合作用。

然而，随着二氧化碳排放持续上升，一些专家认为应采取地球工程技术等更奇特的措施防止到本世纪末全球平均气温升高2°C的情况发生。该技术主要利用人工云或在太空中安装反射镜，阻止太阳光进入地球表面。当前，这些技术还远未达到可以大规模使用的阶段，并且成本昂贵。

信息来源：人民网

我国首台高性能1 MW级燃气轮机研制成功

近日，由中国南方航空工业（集团）有限公司牵头，中国科学院工程热物理研究所作为核心机主设计单位参与，联合中国航空动力机械研究所、北京理工大学和清华大学共同完成的国家高技术研究发展计划（863计划）先进能源技术领域微型燃气轮机重点项目课题“1 MW级微型燃气轮机及其供能系统研制”，在株洲通过了国家科技部组织的课题验收，标志着我国首台高性能1 MW级燃气轮机研制成功。

1 MW级微型燃气轮机广泛应用于分布式能源系统和车船动力，由于其技术难度高，只有美、日等少数发达国家掌握其设计技术，目前我国高性能微小型燃气轮机完全依赖进口。该项目于2009年正式启动，以工程热物理研究所谭春青研究员为首的研究团队在该项目中围绕核心机研制，经过4年的研究，掌握了MW级燃气轮机核心部件设计、试验和制造的关键技术，攻克了MW级燃气轮机热电联供系统集成的关键技术，完成了MW级燃气轮机及供能机组的研制，实现了国产先进MW级燃气轮机热电联供供能系统的应用示范。该燃气轮机功率为0.8 MW，系三转子结构，采用双级闭式离心压气机、环形回流燃烧室、高低压燃气涡轮和具有可调导叶的动力涡轮技术，可以实现输出功率从零至满负荷范围的自由变换。除可运用于分布式供能外，还可以用于车船动力等行业，市场应用前景广阔。

来源：中国新能源网

日本研制出可耐受2万伏电压的晶体管

日本京都大学的一个研究小组以碳化硅为材料，开发出了能耐受2万伏电压的晶体管，这是开发耐受高电压电力转换回路的重要步骤。这一技术具有世界先进水平。

变电设备等器材中使用的晶体管主流材料是硅，但硅所能承受的最大电压只有6000～8000 V。该研究小组将碳和硅按比例合成，生产的碳化硅更加耐热，碳化硅晶体管的电力转换效率也非常高，能够用于制造低损耗的变电设备。

信息来源：商务部网站