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金屬鎂有可能成為新能源的一種替代品
來源:人民網(wǎng) 日期:2010-6-10 作者:全球電池網(wǎng) 點擊:

金屬鎂有可能成為新能源的一種替代品

據(jù)英國報道,日前有歐美科學(xué)家正在拓寬他們的新能源思維,將目光鎖定在一種此前從未被關(guān)注的物質(zhì)之上——金屬鎂,認為它有可能成為新能源的一種替代品。金屬鎂的活性非常大,并且蘊含巨大能量?茖W(xué)家估算,海水當(dāng)中的氧化鎂至少夠全世界消耗30萬年,西方的科研人員目前正試圖尋找更好的辦法,從金屬鎂中分解出能量。

加拿大不列顛哥倫比亞省能源公司MagPower的工程師們已經(jīng)研究出了一種新穎的方法。他們用水和空氣與鎂燃料發(fā)生反應(yīng),以鎂作為金屬陽極制造出了一種新型的金屬燃料電池。無獨有偶,以色列希伯來大學(xué)的多倫·奧巴赫也發(fā)明出了一種以鎂為基礎(chǔ)的鋰離子可充電電池,這種電池壽命長且比較穩(wěn)定。而美國加州理工大學(xué)的安德魯·肯德勒則另辟蹊徑,利用鎂燃料和液體反應(yīng)生成氫氣,后者可作為燃料電池的能源,反應(yīng)生成的氧化鎂則是一種相對無害的物質(zhì)。

但這些新奇的發(fā)明距離實際應(yīng)用還有一定距離。東京理工大學(xué)的Takashi Yabe博士指出,雖然自然界中鎂的含量非常豐富,但鎂的提取和制造成本很高,實際操作中還會產(chǎn)生不小的碳排。鎂有很多的工業(yè)制造方法,比如電解和一種被稱為皮江法(Pidgeon Process)的高溫提鎂工藝,但是這類方法耗能巨大,生產(chǎn)1公斤的鎂大致需要消耗10公斤的煤。

為了改進這一流程,Yabe博士研發(fā)出了一種只利用可再生能源的工藝。他的方法是利用高強度太陽能產(chǎn)生激光,從而以極高的溫度燃燒海水,從中提取出氧化鎂。Yabe博士稱,海水當(dāng)中的氧化鎂儲量巨大,至少夠全世界消耗30萬年。他進一步解釋稱,利用太陽能產(chǎn)生激光是必須的,因為僅靠太陽能無法產(chǎn)生3700攝氏度的高溫,而這個溫度是提取海水中氧化鎂的必備條件。

Yabe博士將這一方法命名為“鎂注射循環(huán)”。純凈的鎂可以作為一種燃料(其能量密度大致是氫氣的10倍)。鎂和水混合在一起會產(chǎn)生熱量,將水加熱為水蒸氣,便可通過推動渦輪等方式供能。反應(yīng)還會產(chǎn)生氫氣,燃燒后可以生成更多的能量。最終反應(yīng)的產(chǎn)物是水和氧化鎂,可以通過激光再次轉(zhuǎn)化回來。

當(dāng)然,這一工藝也并非十全十美,主要問題集中在太陽能收集器通常非常巨大,并且造價不菲。除此之外,太陽能產(chǎn)生的激光通常功率比較低。 Yabe博士采用的對策是使用較小的菲涅耳透鏡,這是一種透明、相對較薄的、由同心環(huán)棱鏡構(gòu)成的平面反光鏡。這種鏡子常被安裝在燈塔之上,用以放大光線。他的另一個手段就是大幅提升激光材料——摻釹釔鋁石榴石的能量輸出。這種物質(zhì)普通情況下只能吸收入射光線中7%的能量,但涂上鉻之后這一數(shù)字會飆升至 67%。

Yabe博士目前已經(jīng)和三菱公司展開合作,在日本千歲地區(qū)建立了一個示范工廠。這座工廠中的激光設(shè)備能夠產(chǎn)生80瓦的能量,足以分解出海水中 70%的鎂。據(jù)Yabe博士透露,當(dāng)激光能夠產(chǎn)生400瓦能量的時候,“鎂注射循環(huán)”就可以大范圍商用。這一幕有望在年底實現(xiàn),“初始階段我們計劃每年用 300條激光射線生產(chǎn)50噸鎂。在此之后,我們或許可以考慮一個新的概念了,這就是‘鎂經(jīng)濟’”。

 

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