海洋能源革命?美國國家再生能源實驗室(NREL)推出一項利用海浪發電的新技術

最後更新: 26/09/2022
海洋能源革命:美國國家再生能源實驗室(NREL)推出一項利用海浪發電的新技術

美國能源部再生能源實驗室已正式註冊一套利用海洋中風力和潮汐產生的波浪運動發電的系統。該消息於9月19日在其官方網站上發布,同時也公佈了該項目的一些細節。

FlexWEC (柔性波浪能轉換器)利用大量小型發電機組成的集群,這些發電機整合後,可以將波浪能分配到整個系統中,並將其轉化為其他類型的清潔永續能源。這項創新技術的創造者聲稱,該機制未來可以適用於各種類型的建築結構。

美國國家再生能源實驗室(NREL)推出海洋發電新技術

美國國家再生能源實驗室(NREL)推出海洋發電新技術

眾所周知,驅動世界運轉的燃料也以驚人的速度破壞地球,我們幾乎沒有時間嘗試補救。世界各地的科學家已經開始尋找替代能源,並且取得了迅速的發現。然而,將這些發現付諸實踐卻是另一回事。

美國國家再生能源實驗室(NREL)的研究員布萊克·博倫(Blake Boren)花了兩年時間致力於重新設計和優化從洋流中提取能量的方法。他於去年年底成功完成了該項目,並在2022年完成了必要的測試和法律程序,最終在幾個月前向科學界公佈了研究成果。

這是在工程師約亨·韋伯的協助下組裝的裝置,它不像大多數裝置那樣將能量集中在一個大型變壓器中,而是提供了多個小得多的發電機,可以按照最合適的順序放置,形成不同的形狀。

FlexWEC 的運作是基於 DEEC(分散式嵌入式能量轉換器)技術,該技術專注於最大限度地利用摩擦、振動和振盪來吸收電荷並將其傳遞到換能器,從而產生許多電能簇,當這些電能簇聚集在一起時,就能獲得更大的電荷。

不同的 FlexWEC 型號可以使用收縮、膨脹、彎曲-扭轉或扭曲-伸展等系統來應對水流和波浪,透過靈活的運動減少對水力的阻力,這使得安裝和維護更加容易,此外還能延長機械的使用壽命。

「DEEC-Tec 為研究人員和開發人員提供了一種全新的思路,讓他們能夠將波浪、潮汐和洋流中的海洋能量轉化為更易於利用的能源形式,例如電力。」NREL 研究員 Blake Boren 表示。

除了能夠利用相同的能源產生更高的電壓外,這種方法最有效之處在於其靈活性,使其能夠適應任何合適的環境。博倫提到,服裝、建築物或車輛都可以透過運動產生電荷。這些微型轉換器將擁有無數的應用前景。

最直接的計劃是將這些裝置部署在沿海小型社區附近,形成車隊,為這些社區提供能源。在繼續研究DEEC-Tec的新用途的同時,這項計劃也將繼續實施。

奈米發電機、海洋渦輪機;以下是一些最雄心壯志的海洋能源發電計畫。

美國國家再生能源實驗室(NREL)並非孤軍奮戰;世界各地都湧現出類似的想法,儘管實現方式各不相同。海洋覆蓋了地球表面的絕大部分,使其成為絕佳的能源來源。其中一些實現這一目標的設想可謂匠心獨運。

例如,「海龍」是日本開發的巨型渦輪機,旨在利用強大的黑潮洋流,該計畫已於今年完工。它位於海底,預計將把環繞島嶼的洋流轉化為極高的電力負荷。

它的發電能力非常強大,可以滿足全國一半以上的能源需求。目前它正處於測試階段,但如果成功,明年即可全面投入營運。

另一方面,Sweetch Energy是一家奈米技術公司,計劃建造一座以截然不同的方式從海水中獲取能量的滲透發電廠。此機制利用離子奈米滲透擴散,來利用不同水體中鈉和氯濃度的差異。

該電廠利用電極系統分解這些元素的分子,每小時最多可產生4太瓦的電力,足以滿足四分之一大城市的用電需求。預計於2023年投入營運。

此外,還包括摩擦奈米發電機,這是中國一組科學家利用水摩擦產生的電能發電的裝置。他們在北京奈米能源與奈米系統研究所找到了一種方法,可以將數百個奈米發電機串聯起來,用於收集波浪能。

這項技術的應用前景十分廣闊,幾乎涵蓋所有領域,因此正在被探索應用於其他許多領域。從醫用服裝到電子設備,摩擦電機制似乎在各種應用中都發揮作用。

此外,正如加拿大魁北克省麥吉爾大學的瑪爾塔·切魯蒂教授所解釋的那樣,她的團隊發現的這種GO膜含有一種以前未知的材料——氧化石墨烯(GO)。根據研究結果,這種材料可以大大促進從海水中製氫的過程。

這種材料的薄片可以拼接成薄膜,在過濾水的同時分離氯離子,並防止次氯酸根離子的生成(次氯酸根離子會破壞催化劑),從而更快地獲得更純淨的產物。這項發現的商業應用尚需時日,但它是一個非常有前景的概念。

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作者:阿納貝爾·埃爾南德斯

我擁有公共關係與廣告學位。我的技能包括社交溝通、行銷和數位廣告。網路就像我的第二個家。

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