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这些偏远村庄的每户家庭如果每月预付100卢比(约2美元)的费用,每天晚上就能获得0.2安培的电量,可连续使用7小时,足够点亮两盏发光二极管灯和为一台手机充电。而每月的煤油灯和在充电亭为手机充电的费用通常在100到150卢比不等。
梅拉高电力公司所部署的第一个商业性微电网成功运营之后,又有8个较偏远的村庄加入了这个项目。在得到美国国际开发署30万美元的资助后,该公司计划于今年再完成至少40个村庄的微电网架设工作。
梅拉高电力公司的成功鼓励了其他企业进军印度市场,提供离网型的可再生能源。总部位于华盛顿的世界资源研究所估计,印度离网型可再生能源市场的规模可达每年20亿美元。
贾斯哈尼表示,梅拉高电力公司的微电网并不是电网电力的替代品,但它却是当下印度普通人想要的且支付的起的服务。目前,这项技术只能支持照明和手机充电,但该公司正在探索其他的用途,譬如建立社区娱乐中心,把电视、广播、风扇及信息服务的成本也由一组家庭来分摊,改变过去由单个用户承担的模式。
高速筛选电池材料
有了使用新材料制成的电池,可以延长电动汽车的行程,可以保证智能手机使用更强大的处理器和更炫目的屏幕。美国加利福尼亚州圣迭戈的野猫发现技术公司(WildcatDiscoveryTechnologies)一直从事有关高速筛选的业务,并正在开发一种新的自动化方法,用于高速筛选出制造电池电极的新材料。
这家公司正通过逐一测试数千种物质,来加速识别出有价值的能源存储材料。此前,他们对外公布了一种磷酸钴锂阴极,在普及型的锂离子磷酸盐电池中,比通用阴极能多提升超过25%的能量密度。该公司同时还展示了一种可以让电池在较高电压下更稳定工作的电解液。
如何为电池选择一种理想的材料一直是一个特别棘手的难题。我们知道,电池装置有三大主要组件:阳极、阴极和电解液。不仅每个组件都是由很多种物质混合形成,而且三者之间还必须协同良好。这就给研究人员留下了无数种尚待开发的具有潜力的组合方式。
为了使研究人员能够快速整理出材料的组合方式,野猫发现技术公司采用了一种最初应用在药物开发实验室中的方法:高通量组合化学法。利用这种方法,他们告别了过去一次只测试一种材料的模式,而是系统化地平行开展数千项测试。该公司的首席执行官马克·格雷瑟尔说:“我们在一个星期内,分析和测试出近3000种材料组合,同时已经找到了能够将能量密度提升3倍的材料。”
为了避免实验中发现的理想材料不适用于具有成本效益的大规模生产流程。野猫发现技术公司找到了利用大规模生产技术的缩微版来制造样品的方法。在实施中,在对候选材料的性能进行测试的同时,也对它们是否便于制造进行测试。除此之外,野猫公司还在各式各样的潜在运行条件下,将材料组件连在一起组装成实际的电池进行测试(见下右图)。
格雷瑟尔说:“包括温度和电压在内的很多变量都会对电池性能构成影响,我们必须检验所有这些变量。”其高速筛选的方法最终取得了喜人的成果:在试验台上表现优异的材料,拿到生产现场检验也同样出色。
野猫发现技术公司始建于2006年,已筹到1650万美元的风险基金。公司创始人彼得·舒尔茨是斯克里普斯研究所教授,也是高通量组合化学法的开拓者。目前,该公司靠与大型电池生产商合作的40多个研究项目获得收益。
如今,公司正在生产检测批次的新材料,希望把这项技术授权给材料和电池公司,但这些材料的耐用性还有待提高。经过150个充电周期后,这些电极材料的容量就会下降20%。要用于便携式电子产品,这种电池需要持续使用数百个周期。用于电动汽车,电池必须保持80%的存储容量,使用数千个周期。
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