一塊直徑20厘米的“玻璃板”置于太陽(yáng)光下所聚集的能量數(shù)秒鐘就可以點(diǎn)燃一支香煙。這是武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院劉立建教授演示的場(chǎng)景。
劉立建教授說(shuō)，這實(shí)際上是一種高分子聚光板，理論上可將太陽(yáng)光強(qiáng)度提高近萬(wàn)倍，所聚集的太陽(yáng)能可以產(chǎn)生600℃以上的高溫。他的課題組正在利用這樣的聚光板從事將太陽(yáng)能轉(zhuǎn) 化為化學(xué)能的“低碳”科技研究。
“低碳經(jīng)濟(jì)”是哥本哈根氣候大會(huì)討論的熱點(diǎn)，在此之前，中國(guó)政府第一次對(duì)全世界公開承諾量化減排指標(biāo)，決定到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值溫室氣體排放比2005年下降40%-45%。
“低碳經(jīng)濟(jì)”的實(shí)質(zhì)是減少化石燃料如煤、石油等的使用，盡量多利用生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等。“低碳經(jīng)濟(jì)”的實(shí)現(xiàn)要靠科技保證。記者了解到，在武漢大學(xué)，活躍著一批從事“低碳”科技研究的專家學(xué)者，他們利用生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等方面的研究已漸入佳境，在推動(dòng)高碳向“低碳”、“零碳”科研道路上堅(jiān)實(shí)邁進(jìn)。
從2003年開始，劉立建課題組嘗試以聚太陽(yáng)光為能源使二氧化碳(CO2)與生物質(zhì)如秸稈等反應(yīng)生成一氧化碳(CO)，此舉不僅可直接利用太陽(yáng)能將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃?xì)釩O，而且還可通過(guò) CO2轉(zhuǎn)化成CO的過(guò)程將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，從而實(shí)現(xiàn)CO2的循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)能、增能、減排和保護(hù)環(huán)境的多重效果。該過(guò)程已完成了小型模擬試驗(yàn)，現(xiàn)正在進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn)。
劉立建介紹，我國(guó)每年產(chǎn)生的秸稈僅約11億噸，全部加以利用也只相當(dāng)于不到4億噸碳，遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大需求。為此，他的課題組還在嘗試用聚太陽(yáng)光直接使CO2轉(zhuǎn)化成CO，這樣不僅能夠節(jié)能減排，還可望從“低碳”轉(zhuǎn)向“零碳”。
國(guó)家新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程入選者、武漢大學(xué)物理學(xué)院趙興中教授的課題組則致力于太陽(yáng)能電池研究，某些技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平。
太陽(yáng)能作為一種可再生新能源，被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的新能源之一。以半導(dǎo)體材料硅為代表的太陽(yáng)電池首先得到蓬勃發(fā)展。但其制作工藝復(fù)雜，成本較高。近年來(lái)，各國(guó)的科學(xué)家們一直在致力于開發(fā)一些低成本、高效率的新型太陽(yáng)能電池。低成本的染料敏化太陽(yáng)能電池是近些年來(lái)科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。
趙興中教授主持的“染料敏化太陽(yáng)能電池”研究在國(guó)內(nèi)外獨(dú)樹一幟。從2006年開始，該課題組主持國(guó)家863項(xiàng)目“納米晶改性固體高分子電解質(zhì)染料敏化太陽(yáng)能電池研究”，通過(guò)超聲輻照、納米顆粒摻雜等技術(shù)，對(duì)準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行改性。染料受太陽(yáng)光激發(fā)，將光生電子注入TiO2多孔膜，通過(guò)TiO2傳輸?shù)酵怆娐罚芍苯訉⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。染料敏化太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生CO2，不產(chǎn)生環(huán)境污染。跟傳統(tǒng)的半導(dǎo)體硅太陽(yáng)能電池相比，染料敏化太陽(yáng)能電池的成本只有硅電池的1/5。
風(fēng)能發(fā)電是利用風(fēng)力來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)能資源是清潔的可再生能源，取之不盡用之不竭，是永久性的存在的本地資源。但建立風(fēng)電場(chǎng)需要解決穩(wěn)定性不夠、風(fēng)電儲(chǔ)備和和輸送等技術(shù)問(wèn)題。
該校電氣工程學(xué)院聚焦風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電，正在牽頭從事“大規(guī)模風(fēng)電遠(yuǎn)距離輸送”課題探究，把研究目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)風(fēng)電規(guī)劃、風(fēng)電接入、風(fēng)電儲(chǔ)備等技術(shù)層面。目前，在河南、甘肅等地進(jìn)行風(fēng)電接入電網(wǎng)的研究，為我國(guó)的風(fēng)電接入和遠(yuǎn)距離輸送開展技術(shù)攻關(guān)。
智能電網(wǎng)是近年來(lái)專家們研究的熱點(diǎn)。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬上任后提出的能源計(jì)劃，包括發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，最大限度發(fā)揮美國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的價(jià)值和效率，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率。近年來(lái)，電氣工程學(xué)院的一批專家投身智能電網(wǎng)研究，在電網(wǎng)安全、防雷接地、電能質(zhì)量、電網(wǎng)穩(wěn)定等方面領(lǐng)先全國(guó)。
