美國科學(xué)家首次研發(fā)了一種能夠有效吸收陽光的單分子,而且該分子還可以作為一種催化劑,將太陽能轉(zhuǎn)化為氫氣。這種新型分子可以從太陽光的整個可見光光譜(包括低能量紅外光譜,也是太陽光光譜的一部分,以前很難收集該光譜的能量)中收集能量,并迅速有效地將其轉(zhuǎn)化成氫氣。與目前的太陽能電池相比,這種單分子可以多利用50%的太陽能,從而減少對化石燃料的依賴。
(三)新型核電技術(shù)取得重大進(jìn)展
1.全球首座浮動核電站投入使用
2019年9月,由俄羅斯設(shè)計建造的全球首座浮動核電站“羅蒙諾索夫院士”號,從俄北極摩爾曼斯克港啟航,穿越北極海域行駛近4989千米之后抵達(dá)目的地佩韋克港!傲_蒙諾索夫院士”號于2020年5月投入商業(yè)運(yùn)營,其動力采用“泰米爾”號破冰船動力堆的升級版。俄羅斯已為“羅蒙諾索夫院士”號投入約4.8億美元,該船長144米,寬30米,高10米,排水量2.15萬噸,能配備70名左右船員,船上搭載兩座35兆瓦核反應(yīng)堆,主要功能是為俄極其偏遠(yuǎn)地區(qū)的工廠、城市及海上天然氣、石油鉆井平臺提供電能。
在發(fā)電方面,該核電站采用了小型模塊化核反應(yīng)堆,擁有兩套改進(jìn)的KLT-40反應(yīng)堆,每座發(fā)電量達(dá)35兆瓦,可提供高達(dá)70兆瓦的電力或300兆瓦的熱量,供20萬人使用。除了核電設(shè)施,這個巨型浮式核電站上的海水淡化設(shè)備還可每天提供24萬立方米的淡水,F(xiàn)在,俄國家原子能公司正在研制第二代浮動式核電站,將之作為解決北極等特殊地域能源供應(yīng)的重要選擇。
2.受控核聚變實驗持續(xù)創(chuàng)造紀(jì)錄
受控的核聚變反應(yīng)所產(chǎn)生的凈能量在沒有危險輻射量的情況下產(chǎn)生,實現(xiàn)能量持續(xù)、平穩(wěn)輸出,其優(yōu)勢明顯大于核裂變發(fā)電。作為應(yīng)對氣候變化的一個潛在解決方案,核聚變能源將替代對化石燃料的需求,解決可再生能源固有的間歇性和可靠性問題。美國、中國和歐洲國家核聚變實驗裝置持續(xù)創(chuàng)造紀(jì)錄,穩(wěn)步推進(jìn)受控核聚變的實現(xiàn)。
美國國家點(diǎn)火裝置(NIF)在幾年前就已經(jīng)實現(xiàn)了1億度目標(biāo),其采用慣性約束核聚變方式,以192條激光束集中在一個花生米大小的、裝有重氫燃料的目標(biāo)反應(yīng)室上。每束激光發(fā)射出持續(xù)大約十億分之三秒、蘊(yùn)涵180萬焦耳能量的脈沖紫外光,脈沖撞擊到目標(biāo)反應(yīng)室上,將產(chǎn)生X光。利用X光將把燃料加熱到1億度,并施加足夠的壓力使重氫核生聚變反應(yīng)。
中國自行研制的超導(dǎo)托卡馬克受控核聚變裝置(EAST)與美國NIF實現(xiàn)聚變的方式不同。目前托卡馬克實現(xiàn)了磁束縛等離子體和中心溫度1億度,下一個目標(biāo)是維持束縛,且達(dá)到1億度維持1000秒。
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