清潔能源一向被認(rèn)為價格昂貴，而基礎(chǔ)研究的根本性突破可能會改變這一切。
美國能源先進(jìn)研究項(xiàng)目局(ARPA-E)是為數(shù)不多的，受到美國兩黨及國會長久支持的機(jī)構(gòu)。近日它公布了66個新研究項(xiàng)目，這些項(xiàng)目將得到高達(dá)1.3億美元的資助。我們將介紹其中5個脫穎而出的項(xiàng)目。
從天然氣中提取液態(tài)燃料
和往屆不同，此次美國能源先進(jìn)研究項(xiàng)目局資助的項(xiàng)目側(cè)重于和天然氣有關(guān)的開發(fā)項(xiàng)目。這是因?yàn)槊绹奶烊粴馍a(chǎn)已經(jīng)迫在眉睫。
被資助的幾個項(xiàng)目都是在研究如何廉價的將天然氣在室溫下轉(zhuǎn)變成化學(xué)液體燃料，這也是過去幾代科研人員致力研究的領(lǐng)域。如果能便宜的將天然氣和傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)結(jié)合起來，那么這將大大降低美國對進(jìn)口石油的依賴。普拉特•惠特尼集團(tuán)公司（Pratt & Whitney）得到了將近4百萬美元的資助用于開發(fā)天然氣解決方案，這個方案能使天然氣在高溫中部分氧化后，通過汽輪機(jī)壓縮，產(chǎn)生更容易轉(zhuǎn)化成液態(tài)燃料的中間物質(zhì)。普拉特•惠特尼公司表示，這樣做的好處之一就是當(dāng)天然氣體通過汽輪機(jī)時，還可以用于發(fā)電。
解決稀土危機(jī)
稀土材料因?yàn)榫哂杏来判阅?，對于生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，混合動力汽車和消費(fèi)類電子產(chǎn)品至關(guān)重要。但是稀土價格昂貴，幾乎全部進(jìn)口于中國，有時會受到中國的出口限制。
總部在賓夕法尼亞州Landisville的Electron Energy公司，得到了3百萬美元的資助用于開發(fā)一種新型的生產(chǎn)工藝，這種工藝可以大大降低磁體對稀土的需求量。這個想法是找到一種廉價的材料配合使用很少量的稀土材料，利用稀土材料產(chǎn)生的磁場感應(yīng)到其外圍材料上去。
美國能源先進(jìn)研究項(xiàng)目局的總監(jiān)埃里克 圖恩（Eric Toone）表示：“這個辦法的關(guān)鍵之處就在于如何能找到合適的材料，這種材料具有正確的原子結(jié)構(gòu)，才能生成感應(yīng)磁場。”
與此同時，Electron Energy公司也在致力于持續(xù)降低新材料的生產(chǎn)成本上。美國能源部長朱棣文表示：“這用材料的成本一定要降下來，我們能夠以原子為單位手工生產(chǎn)這種材料，但是這樣做太貴了。”
經(jīng)濟(jì)的超導(dǎo)材料
同樣，位于密歇根州的Grid Logic of Lapeer公司也得到了將近4百萬美元的資助用于開發(fā)廉價的超導(dǎo)材料。通過采用超導(dǎo)粒子來改善廉價材料的超導(dǎo)特性，這將使電力遠(yuǎn)距離傳輸成為可能，從而有利于新能源（如風(fēng)能）的使用。
用布做成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)
風(fēng)機(jī)越大，其效率也越高。但是風(fēng)電發(fā)電機(jī)的大小受限于風(fēng)機(jī)的葉片，特長葉片運(yùn)輸困難，并且葉片安裝時要抬高過塔筒并低于電力傳輸線安裝到風(fēng)機(jī)上，這些都是問題。
GE的水力和電力公司收到了將近4百萬美金的資助，用于開發(fā)新型的風(fēng)電葉片，這種葉片是由布包裹著葉片骨架構(gòu)成的。布葉片可以成批次的運(yùn)輸，到安裝現(xiàn)場組裝，這使得制造巨型風(fēng)機(jī)成為可能。
將電廠中使用的天然氣用量減半
如果能使天然氣在純氧中以很高的溫度燃燒，這樣你就可以大大提高燃?xì)怆姀S的效率，使用的燃料可減少到一半，還能控制污染。但是燃燒時的高溫將融化傳統(tǒng)汽輪機(jī)內(nèi)的金屬。
普拉特•惠特尼集團(tuán)（Pratt & Whitney）公司正收到60萬美元的資助，他們將自己在火箭引擎中使用液態(tài)燃料的經(jīng)驗(yàn)用于一種冷卻系統(tǒng)中，使得耐高溫的汽輪機(jī)成為可能。這筆錢是美國能源先進(jìn)研究項(xiàng)目局（ARPA-E）發(fā)放最少的資助之一，但是如果能減少天然氣一半的用量，那影響就很大了。
