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从蒸发中获取的能量可以为美国的大部分地区供电

2019-04-11 21:30:25来源:

在第一次评估蒸发作为可再生能源时,哥伦比亚大学的研究人员发现,美国的湖泊和水库可以产生325千兆瓦的电力,几乎是美国目前生产的电力的70%。

虽然仍然局限于实验室中的实验,但蒸发收获的电力原则上可以在白天或晚上按需制造,克服困扰太阳能和风能的间歇性问题。研究人员的计算概述于9月出版的“ 自然通讯 ” 杂志上。

该研究的资深作者,哥伦比亚大学的生物物理学家Ozgur Sahin说:“我们拥有从风,水和太阳中获取能量的技术,但蒸发同样强大。” “我们现在可以对其潜力进行说明。”

蒸发是大自然在陆地和空中之间循环水的方式。Sahin之前已经展示了如何利用这一基本过程来开展工作。在他的实验室开发的一台机器,即所谓的蒸发发动机,通过打开和关闭的挡板控制湿度,促使细菌孢子膨胀和收缩。孢子的收缩转移到发电机发电。目前的研究旨在测试这一过程理论上可以产生多少功率。

蒸发的一个好处是它只能在需要时生成。相比之下,太阳能和风能需要电池在太阳不发光和风不吹的时候供电。电池也很昂贵并且需要有毒材料来制造。

研究报告的主要作者,哥伦比亚大学的研究生Ahmet-Hamdi Cavusoglu说:“蒸发带有天然电池。” “你可以把它作为主要的动力来源,并在它们可用时吸收太阳能和风能。” 蒸发技术还可以节约用水。在这项研究中,研究人员估计,在能量收集过程中,可以节省从湖泊和水库自然蒸发到大气中的一半水。在他们的模型中,每年达到25万亿加仑,约占美国人消耗水量的五分之一。

研究人员说,人口增长和阳光充足的天气可以充分利用蒸发产生能量和减少水资源浪费的能力,部分原因是蒸发在温暖和干燥条件下能够产生更多能量。干旱多发的加利福尼亚州,内华达州和亚利桑那州可能受益最多

研究人员以几种方式简化了他们的模型,以测试蒸发的潜力。他们将计算限制在可以随时访问气象站数据的美国,并排除了诸如农田,河流,五大湖和海岸线等主要位置,以限制与建模更复杂的相互作用相关的错误。他们还假设有效地从蒸发中获取能量的技术得到了充分发展。

亚利桑那州立大学的物理学家Klaus Lackner没有参与这项研究,他表示支持该团队的研究结果。Lackner正在开发人造树木,通过利用蒸发的能量,从空气中吸收二氧化碳。

“蒸发有可能做很多工作,”他说。“很高兴看到干燥和润湿循环也可用于收集机械能。”

研究人员正在努力提高其孢子镶嵌材料的能源效率,并希望最终在湖泊,水库甚至温室中测试它们的概念,在这种技术中,该技术可用于同时发电并限制水的流失。