重大发现!日本科学家称撒哈拉沙漠能变太阳能发电站
2015-11-07 23:12:00   来源:环球网
内容摘要
撒哈拉沙漠能变太阳能发电站?近日,日本东京大学客座教授鲤沼秀臣等人与阿尔及利亚奥兰科学技术大学展开共同研究,发现可以用沙漠的沙子低价制造太阳能电池用硅材料。据悉,研究者将来计划在日照强烈的沙漠中铺上以此造出的太阳能电池,再将产生的电力用于太阳能电池的增产,以实现发电量成倍增长。

撒哈拉沙漠能变太阳能发电站 科技世界网

 

近日,日本东京大学客座教授鲤沼秀臣(74岁)等人与阿尔及利亚奥兰科学技术大学展开共同研究,发现可以用沙漠的沙子低价制造太阳能电池用硅材料。鲤沼秀臣在伦敦发表演讲时强调:“这种技术可以将太阳能电池的制造成本降至目前的三分之一”。他还表示,在撒哈拉沙漠上铺满太阳能电池使其变为巨大太阳能发电站也不会是无法实现的梦想。

 

撒哈拉沙漠能变太阳能发电站?

太阳能电池 科技世界网据了解,目前太阳能电池用硅材料大多是转用通过复杂工序生产的超高纯度半导体用硅材料。实际上太阳能电池用硅材料并不需要如此高的纯度,因此鲤沼秀臣等人认为用沙漠中取之不尽的沙子而非通常使用的硅石,通过两道简单的工序就可造出太阳能电池用硅材料。他们经过五年的研究结果发现,先将沙子溶于碱性溶液,再用酸中和并使其沉淀,便可提高沙子的主要成分二氧化硅的纯度,实现了第一阶段的技术。

此外,弘前大学副教授伊高健治(47岁)等人用日本青森市的高温反应炉,在不进行盐酸处理的情况下用碳将二氧化硅直接还原生成硅,完成了第二阶段技术的实证。此后建造更大的反应炉并转移到阿尔及利亚进行实验,在当地成功实现了生产。据了解,这种制造方式消耗的能源不及传统工序的五分之一。

撒哈拉沙漠能变太阳能发电站 科技世界网据悉,研究者将来计划在日照强烈的沙漠中铺上以此造出的太阳能电池,再将产生的电力用于太阳能电池的增产,以实现发电量成倍增长。通过向全世界铺设输电网,力争2050年供应人类能源需求二分之一是其最终目标。科研团队将该计划定位为登陆月球的美国阿波罗计划的“日本版”,抱有解决全球变暖问题的野心。

为实现该计划,确立降低输电损耗的超导技术也是前提之一。近期在非超低温下也可高效输电的特殊超导电缆的研发工作也在推进。然而,日本政府每年向鲤沼秀臣等人的科研项目投入的约9000万日元(约合人民币469万元)补助已经结束,能否继续得到该补助尚不明朗。鲤沼秀臣在有沙漠的土库曼斯坦也着手展开研究,同时也在寻求与英国可再生能源开发计划开展合作。关于用沙子生产太阳能电池的方法,精通太阳能发电的东工大特聘教授黑川浩助(73岁)评价称:“虽然还没到工业实证阶段,但作为基础技术或将充满魅力。”

 

“撒哈拉”——世界最大的沙质荒漠

撒哈拉沙漠是世界第二大荒漠(仅次于南极洲),也是世界最大的沙质荒漠。它位于非洲北部,该地区气候条件非常恶劣,是地球上最不适合生物生存的地方之一。其总面积约容得下整个美国本土。“撒哈拉”是阿拉伯语的音译,在阿拉伯语中“撒哈拉”为大沙漠,源自当地游牧民族图阿雷格人的语言,原意即为“大荒漠”。

撒哈拉沙漠 科技世界网2014年9月22日,中国科学院大气物理研究所最新的研究显示:大约700万年到1100万年前,特提斯海的收缩导致非洲撒哈拉沙漠的形成,这一观点推翻了撒哈拉沙漠形成于第四纪(大约300万年以来)的传统观点。

一般认为撒哈拉沙漠的形成时代不会早于第四纪。大量的地质记录显示第四纪冰期开始的时候撒哈拉出现了显著的干旱。撒哈拉的干旱程度主要受非洲夏季风的影响。在第四纪之前,非洲夏季风的变化表现出明显的岁差周期(大约2万年周期);在第四纪冰期开始之后,冰期间冰期旋回(大约4万年或10万年周期)开始影响非洲夏季风的强度。

中科院大气所研究人员与国外科学家合作发现,晚中新世托尔顿阶(大约700万年到1100万年前)是北非干旱加剧撒哈拉沙漠形成的关键时段。科学家利用挪威地球系统模式和公用大气模式揭示出,在托尔顿阶特提斯海收缩导致非洲夏季风显著减弱,干旱的沙漠环境在北非大面积形成。特提斯海收缩不仅导致了北非平均气候态的变化,也加强了非洲夏季风对轨道变化的响应,随后成为控制撒哈拉沙漠范围变化的主要因素。

 

什么是“沙漠发电”?

沙漠发电 科技世界网沙漠地区几乎是寸草不生,在农耕条件下那里是难生存的死亡区。但沙漠地区雨水少而日光丰富并且土地便宜。于是利用沙漠地区的丰富的太阳能来发电就成为利用沙漠的新途径。“沙漠发电”就是利用沙漠地区的丰富的太阳能、廉价的土地和适当的工程技术获得一定规模的电能(引出来利用)的事业。

沙漠发电所开发的是可再生能源,它没有污染,不消耗沙漠地区短缺的水,其能量来自太阳能。它固然占用便宜的土地,但由于依靠太阳光,白天、夜间、夏天、冬天其发电能力差别比较大。

中国沙漠地区每年每平方米可以得到的太阳能大约是5000~6000兆焦耳。中国40万平方公里沙漠面积上每年得到的太阳能是2×10的21次方(10后面21个0)焦耳。它大约折合每年700亿吨标准煤。据了解,沙漠地区大规模太阳能发电的技术办法有很多。

沙漠发电 科技世界网一、用大量太阳能板(电池)发电。这个办法肯定可以,只是价格高,21世纪初每KW设备的成本约50000元人民币,难大面积推广。但是这种技术的成本迟早会降低到可以与火力发电竞争的程度。

二、沙漠温度差发电。沙漠的热容量小,太阳一晒温度就升高,沙漠表层的温度可以与空气或者地下2~3米差20℃。沙漠里大面积的温度差如果配合上热电偶(即两种不同材料的金属电线,直接插入沙漠表层和深层)就可以得到电力。而海洋里依靠海水温度差发电已经在20世纪试验成功。

三、 太阳能气流发电。由前联邦德国的史兰赫博士提出,20世纪80年代初,一座造型奇特的太阳能气流电站拔地而起,其矗立在太阳能气流电站中央的大“烟囱”,是波纹薄钢板卷制而成的,其直径达10.3米,高度达200米,总重量达200吨。在“烟囱”周围是巨大的环形曲面半透明塑料大棚。大棚的中央部分高8米,周边处高2米,周长252米,这个庞然大物是在金属骨架上安装塑料板而建成的,而汽轮发电机则安装在“烟囱”的底部。(如需转载,请注明来源自科技世界网

 

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