(上期答案)
太阳能电池就好比树叶,它们采集阳光,然后再将其转化为能量。而现在,这两者的关系超越了相似的层面——太阳能电池已经可以在部分程度上由树木来制造了。到底植物是怎样制造出太阳能电池的呢?
来自美国乔治亚理工学院和普渡大学的研究人员已经开发出了新型的高效太阳能电池,而制作电池的材料来源于自然植物,比如随处可见的树木。同样令人惊异的是,这些装配在纤维素纳米晶体(CNC)基板上的太阳能电池在使用寿命结束后可以快速实现回收再利用,只要把他们泡在水里就行了。
研究人员称,这种有机太阳能电池的功率转换效率达到了2.7%,这一数字远远超过其他使用可再生原材料作为基板的太阳能电池。同时,用来装配太阳能电池的CNC基板是光学透明的,这使得光线可以穿过它们后再被一层纤薄的有机半导体吸收。等到了回收再利用的环节,只需要在室温下将太阳能电池浸入水中,不消几分钟,CNC基板就会溶解,而电池本身则可以被轻松地分离出来。
“为太阳能技术开发的有机基板愈发成熟,这为工程师们指出了未来的应用方向。但是也要时刻牢记,有机太阳能电池必须同时具备可循环性。假使我们的技术能利用可再生能源来获取能量却不能在使用寿命结束后对其进行正确的处理,那么我们就只解决了对化石燃料的依赖这一个问题,甚至可以说我们同时又为自己创造了一个新的难题。”乔治亚理工学院的教授基普伦说。
迄今为止,有机太阳能电池主要都是装配在玻璃或者塑料基板上的,这两者无一是易于循环利用的,而且石化材料的基板并不环保。举例来说,如果用玻璃装配的太阳能电池在制造或安装过程中发生了破碎,那么随之产生的无用材料将难以处理。纸质基板更环保,然而它们的性能表现却受制于其高度粗糙并且多孔的表面。至此,用木料制作的纤维素纳米材料基板的优势就显现出来——它们绿色环保,可再生又可持续,而表面粗糙度值仅为2纳米。
使用天然产物来制造纤维素纳米材料还能为林业发展带来积极的影响——美国的林产品工业计划在大规模化生产开始后实现百万吨级别的产量,而这一切都可能在未来5年内发生。
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下期问题
以前大家都习惯说“南涝北旱”,可最近几年,本来干燥少雨的北方降水开始增多,而本来湿润的南方却常常干旱缺水,呈现“北涝南旱”的趋势,似乎是降雨带正在逐渐北移。这是为什么呢?