@ 2014.03.07 , 14:07
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红外线可以成为未来能源么?

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地球无时不刻不在向太空发射数亿吉瓦的红外线,这是无比巨大的能量。从地核发射出的红外线,从动物体内散发出的红外线,人们烤热狗发出的红外线,还有从太阳吸收的热量,这些热量相叠加数字可想而知。试想,如果用其中的一小部分转化,将成为非常理想的可再生能源。哈佛大学物理学家最近就提出了这个问题,为了验证这个想法,他们做出了一台可以捕获红外线并转化输出成交流电的设备。

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想法看似很疯狂,但是借助发达的纳米科技、单层石墨和更小型的电子设备,哈佛团队相信将红外线用作发电是很可能的。这套设备的原理类似于普通太阳能电池板,但工作原理不是捕获太阳能,而是释放红外线产生电能。面板有两层,一层贴地从地面吸收红外线,另一层在上层,温度更低,负责释放红外线,两层面板之间的热量差可以用来发电。

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哈佛团队还做过一套设备,也是利用温差发电,但是原理与之不同,而且要小很多。这种设备的原理是通过二极管或整流阀将电流导向同一方向。其中的微型整流天线将地面中的红外线向外界发射,在此过程中整流天线将充当电阻的角色。由于天线的温度低于二极管,可以产生电能。

这两种发电新设备都存在发电量过低的先天不足,每天每平方米只能产生几瓦电量。但是这些设备可以用于太阳能电池板,在夜间太阳能电池板停工时继续发电,通常太阳能电站夜间由电池或燃气供电,但是红外线属于可再生资源,比起前两种发电资源是更环保的选择。

本文译自 Dvice & Harvard,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 26+1

  1. 2345048

    这不可能 要不然汽车人就不会来了

    [45] XX [4] 回复 [0]
  2. 高等数学II
    @3 years ago
    2345049

    王大高端

  3. 2345051

    连harvard的中文名都写不对么…

  4. 2345062

    @FF: 敢问哈佛哪里写错了?

  5. 小怪受
    @3 years ago
    2345068

    天王盖地虎。。

  6. 2345070

    @LGG:开始确实写错了 我已更正

  7. wlfzxq
    @3 years ago
    2345081

    这个哈尔滨佛学院真的挺厉害的 时不时就能出来个惊人的想法

    [45] XX [2] 回复 [0]
  8. 阿布
    @3 years ago
    2345082

    200年历史的温差发电原理~新瓶装老酒~

  9. 阿布
    @3 years ago
    2345085

    这个原理基本就是18世纪初发现的 温差电势 塞贝克效应吧
    只要有温差 就能够很简单的实现发电
    红外线在这里应该只是个热能载体

    听起来这个红外线发电的具体结构,貌似是“地面—低空”温差层啊
    用这个层的话,发电量受季节天气气温影响很大的吧~

    感觉和“海底—地面”温差层结构相比,并没有太大的优势吧

    [14] XX [6] 回复 [0]
  10. 用温差做能源
    @3 years ago
    2345090

    转换效率太低了。我还记得有一个利用温差做能源的现实例子:空气钟。可能是迄今为止最靠谱的一个永动机了

  11. 阿布
    @3 years ago
    2345092

    温差发电系统 结构原理都不复杂
    也早就被发明出来,但一直没有太广泛的使用
    主要弱点就在于 全套设备工程总成本 至少需要十几年连续发电才能收回
    还不算额外的设备维护 和设备寿命限制

    东西虽好 但性价比不够

    [3] XX [12] 回复 [0]
  12. 羽蛇神的回归
    @3 years ago
    2345095

    简单来说就是…………热电偶麽?

  13. 阿布
    @3 years ago
    2345120

    为什么点我xx

    [1] XX [15] 回复 [0]
  14. 阿布
    @3 years ago
    2345131

    额~ 楼上伪阿布ID自重 – –

    [2] XX [14] 回复 [0]
  15. 阿布
    @3 years ago
    2345160

    以破颜拳为首的异教徒,接受我姿势的制裁吧!

    [1] XX [10] 回复 [0]
  16. 阿布
    @3 years ago
    2345181

    我擦! 楼上 你够了- –

    [0] XX [10] 回复 [0]
  17. 2345206

    有没有考虑大规模应用后对气候运动的影响?

  18. 老王王
    @3 years ago
    2345229

    这算是麦克斯韦妖的实现么?

    components in an electrical circuit can spontaneously push current in either direction; this is called electrical noise. Gunn’s diagrams show that if a valve-like electrical component called a diode is at a higher temperature than a resistor, it will push current in a single direction, producing a positive voltage.

  19. 2345262

    @LGG: 他/她之前写的是哈弗。可能我回完之后改掉了。

  20. 苏丹
    @3 years ago
    2345292

    太阳能,清洗液污染水体和土地,减低土地利用率。风能,破坏大气运力,固霾。水能和潮汐能,大规模生态破坏。是故,我觉得谈某一个能源本身清洁是不对的。生态圈牵一发动全身,今天大规模榨取这个能源,明天就可能整个环境都此而发生剧变,每一个能源它之所以存在都是有意义的,而不是为了让人类浪费而存在的,很难会存在单一利用原有的一个能量源对地球就是可持续的。所以不应该再说能源本身是否清洁,而应该说一个部署方案是不是清洁:部署特定地方适不适合,生产过程是不是严格流程控制,是否有在一个虚拟生态系统里模拟过一个方案起到良性作用。以生态工程的规模去验证。在最大程度在一个量化的生态环境的视角里了解一个能源方案后,这一个方案才应该得到清洁的名号。

  21. 苏丹
    @3 years ago
    2345293

    否则,滥用清洁能源只会让我们的环境变得更加不稳。今天的清洁能源,在几十年之后,可能会成为一个又一个污染源。

  22. 阿布
    @3 years ago
    2345380

    @苏丹:
    是啊~ 在忽略温差发电效率过低的劣势的情况下
    假设人类真的大规模采用这种温差电能,建造大量红外温差发电站的话,会对大气环流造成很大影响。

    直接结果就是,富含水蒸气的高温空气 被用来加热地面发电板,而不是带着水蒸气上升到高空平流层。
    阻碍水蒸气交换,削弱上空云层,减少上空和周边地区降雨

    地面热能被消耗、减少空气对流,增加下洗冷空气
    同时低空空气含水量提高、增加本地局部雾或霜。日光照射减少
    反过来又进一步降低地面温度和底层空气气温,并降低了地面发电板效率。

    低层与高层温差减小,发电板发电效率降低,然后情况转好,影响变弱。
    然后等不良效果消退、完成一个周期后,影响又会逐渐增强。

    产生一个不稳定的周期性小气候圈

  23. 日理万鸡
    @3 years ago
    2345440

    我是为了好好刷煎蛋而留言的~~~请无视

  24. 2345964

    @阿布: 听起来对减缓全球变暖有帮助(

  25. 阿布
    @3 years ago
    2346004

    @imorz:
    这方面的确是有帮助的~

    比如现代世界,开采使用石油煤炭能源等化石能源,等于是在释放自然界积累沉淀亿年之久的远古能量,并会造成全球变暖。
    比如未来地外能源开采输入,是在将地外能量向地球生态体系输入,虽不耗费地球自有能源,但却更会造成全球变暖。

    而温差发电、太阳能发电、风力发电、潮汐发电等相对绿色能源,排除掉基础建造环节的话,在使用状态下,是在即时转化现有自然能源,由于能量守恒,并不会造成全球变暖。

  26. 阿布
    @3 years ago
    2346009

    只不过,人类其实并不是害怕炎热的耐寒动物~

    人类不是怕的全球变暖本身,人类其实最怕的是自然生态环境的改变。
    因为人类社会布局,已经充分适应了当前自然生态环境,即使自然环境按照既定合理的自然轨迹进行变化,对人类来讲也会造成非常大的损失。

    所谓绿色能源,虽然会降低全球变暖的速度,但亦会造成其他类型的环境变化。
    任何能够足以取代化石能源 并支持整个人类社会发展的 大型绿色能源基础建设工程,都足以对地球生态和气候造成其他影响。而且,很多时候,相关影响不可预测。

    只要大规模使用,生态环境就会发生改变,而环境改变,才是人类最怕的

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