來源:光明網 時間:2024-05-23 15:38
能源是人類社會賴以生存的命脈,也是全球技術變革的決定性因素。隨著全球碳中和進程加速,清潔能源產業競爭加劇,我國必須加快發展新質生產力,推動能源領域革命性變革。
中國科學院外籍院士、中國科學院北京納米能源與系統研究所所長王中林日前在2024全球科技創新高端智庫論壇上接受記者采訪時表示,“從納米摩擦發電升級為‘高熵能源’,范圍更加廣泛,如果能把它大范圍變成電力,那就可以實現能源的可持續,它是完全一個典型的新質生產力的代表。”
“熵”是熱力學中表征物質狀態的參量之一,其應用于能源研究,可把能源分為“高熵能源”和“低熵能源”。我們目前常見的能源形式,比如石油、煤氣、水電、太陽能、核能等,都是高密度、高質量的聚集性能源,稱之為“低熵能源”。
相對于低熵能源,灑落在我們環境中,分布廣、量級大,但都是很難再利用的碎片化、低頻化的能源,例如微風能、震動能、水波能等,則可稱之為“高熵能源”。
“為了描述這些碎片化、分布廣、密度低的能源,我們提出了高熵能源的概念,希望將它們重新收集利用。”王中林解釋,高熵能源是由能量守恒定律產生的必然結果,低熵能源往往經過燃燒、發電、輸運和使用等環節,最后變為低品質的高熵能并耗散在自然界和環境當中,而這正是人類活動導致全球氣候變暖的主要因素。
作為納米研究領域的頂尖科學家,王中林一直走在科學的最前沿。2006年,他首次提出納米發電機的概念。6年后,王中林和團隊成功研發出世界首臺摩擦納米發電機,它可以將環境中的低頻次、低振幅的機械能量轉換為電能。如今,摩擦納米發電機已經在微納醫療健康與環保、自驅動傳感、藍色能源等多個領域得到發展。
“現在已進入人工智能時代,這是一個嶄新的舞臺,對能源的需求將更大。”王中林表示,萬物互聯必須要有傳感裝置,而傳感裝置必須有能源驅動。基于納米發電機的高熵能源可以很好實現能源的供給。未來,在能源互聯網、智能電網、物聯網、互聯網、生物醫學、無線通信和無線傳感等領域,摩擦納米發電機都將有更廣泛應用。(宋雅娟 肖春芳)
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