获取能源有新法

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在全球能源供应日益紧张的情况下，世界各国竞相探索获取能源的新途径。

用尾气热量发电的新汽车引擎

汽车发动机动力输出一般占燃烧总热量的25%～42%，剩余的以废热形式从冷却水和尾气中排出。这不但是一种能量的浪费，而且也会造成大气热污染。假如能够变废为宝,将尾气中的热能转变为其他可利用的能量形式，就可以有效提高能源的使用效率，在节约能源的同时减少了尾气污染。随着能源价格的上涨，如何利用汽车尾气中的能量，得到了人们越来越多的关注，国外多家机构正在进行研究。

汽车尾气的能量利用主要分为热电式、内燃机式和制冷式3种方式，但大都处于理论研究阶段，离商业化应用还有很长的路要走。

美国普度大学的研究人员开发出的一个新系统，能够收集汽车排气口排出的尾气热量，以便产生电能和降低车辆的燃油消耗。这种利用温差发电的新型热电发电器由普度大学和通用汽车公司共同合作研制，可产生给电池充电和供给车辆电路所需要的电流，转而降低发动机的工作量，节约汽车燃油。

普度大学设计的发动机样机是作为车辆催化转化器背后的排气系统的一部分安装的，它从汽车排放的700℃的废气中获取能量。目前的热电技术还不能承受催化转换器内的温度，里面气体的温度约为1000℃。因此，研究小组正致力于热电发电器的改进，以使其能够承受如此之高的温度，从而节省更多的燃料。最大的挑战之一是寻找合适的热电材料，热电材料必须满足耐高温以及导热性差两个条件。

通用汽车的研究人员目前正在使用一个名叫方钴矿的热电材料来制造发动机的样机，这种材料用钴、砷化物、镍或铁制成。关键是多制式系统的设计，即如何优化每一个环节以便从废气中得到尽可能多的热量。

德国宝马公司正在开发一款内置蒸汽机的汽油发动机，利用汽车尾气中的热量形成闭路朗肯循环为汽车提供动力。

另外，还有多家公司试图利用汽车尾气中的热量为汽车的制冷系统提供动力。

收集人体热量给建筑物加温

密集的人群会造成气温上升，这已经不是什么秘密。但是人体产生的热量可能是一种尚未开发能源的主要来源，却并不为很多人所知。

受到每天经过斯德哥尔摩中央车站成群结队旅客的启发，瑞典Jernhusen公司研究人员找到一种方法，利用25万人行走时产生的能量，加热大街对面的一座办公大楼，从而使得该建筑物的能量费用减少25%。

“人体的温度虽然不高，但是他们从事频繁的活动，因此会产生大量的热量，我们为什么不能加以利用呢？既然有这种热量的存在，如果不收集使用，那么它将被白白地浪费掉。”克拉斯·约翰森指出。他是Jernhusen房地产公司环保部门的负责人，该系统的研发者之一。

早在2008年，约翰森就首次提出了这个想法，经过努力现在终于结出硕果。他利用斯德哥尔摩中央火车站原有通风口收集乘客人体产生的热量，再用安装在车站通风系统的热交换器将收集到的热量转换成热水，然后用泵把热水注入邻近建筑物的供暖系统中，为其供暖，一年能节能1/4。

约翰森认为，斯德哥尔摩中央火车站这种利用余热给周边大楼进行供暖是现在国际上倡导的一种循环利用的理念。他希望能把中央火车站这种巧用“人气”供暖的系统运用到其他建筑物上，甚至有可能用它来加热中央火车站本身。

从闪电中获取能源

用氢气发电燃烧干净，只排出水蒸气和热量而没有任何有害废气，不会对环境造成污染，是一种令人向往的替代能源，具有十分广阔的发展前景。然而，使得这种发电方式难以运用和推广的关键是需要大量的能量来生产氢燃料。现在，科技含金量极高的美国海德拉摩天大楼竟以一种可能是最了不起的办法破解了这道难题。它从不需要成本的雷电中获取能源、把水分子粉碎成氢气和氧气。摩天大楼的设计富有创意，顶部的尖塔形状蜿蜒曲折，酷似一只水螅，外壳用石墨烯和一种超级碳材料制成，这种超级碳材料的硬度是钢的200倍，具有极好的导热导电性能。

雷电灾害系遭受直击雷、感应雷和雷电波侵入而造成的人员伤亡和财产损失。在联合国公布的最严重的10大自然灾害中，雷电灾害被称之为“电子时代的一大公害”。然而科技人员却通过海德拉摩天大楼驾驭雷电，变害为宝，为人类造福。在闪电攻击时，塔尖的超导电石墨烯外壳能直接从闪电中把难以置信的大量能量引到大楼底部一排排的电池里储存起来，接着用这种电能通过电解作用把水分裂出氢气，然后再用氢气发电，为生产和生活提供源源不断的能量。

水下“风筝”涡轮机从海浪获取能源

海浪发电机通常设计成海蛇形状，罝于滚滚波涛之上，聚集海浪动能并将其转化为电能。但是瑞典Minesto可再生能源公司另辟蹊径，把风能和海浪发电巧妙结合，设计出富有创意的水下“风筝”涡轮机。其中每个水下“风筝”跨度8～14米，附加到涡轮的下腹部。“风筝”拴在海底，可以随着潮水的运动“飞”起来。

和潮汐涡轮机的原理一样，“风筝”涡轮机的叶片也由经过的潮汐转动。然而“风筝”俯冲的动作却能使通过涡轮的流水速度提高10倍，类似于帆船聚集航行速度时所采用的风切法。此外，“风筝”保持中性浮力，因此不会随着潮流转弯而下沉，而且涡轮口还可以防止鱼类进入。

“风筝”可以在每秒1～2.5米的流速中工作，而第一代的设备需要超过每秒2.5米。根据不同的位置和大小，每个风筝可发电150～800千瓦，部署在50～300米深的水域。

英国正致力于实现其更加雄心勃勃的环保目标。英国碳信托公司和北爱尔兰投资局在未来的18个月里将拨款56..4万美元资助这项新技术的测试。在海洋能源利用上，人类面临着许多挑战，尤其是经济成本。两个装机总容量为1兆瓦的风筝涡轮机成本可能超过300万美元。

河口能够给世界提供13%的电力

美国斯坦福大学的一个研究小组宣布，世界各地的河口可提供全球所需能源的13%。所谓河口，在地理上指的是河与大海相接的地方。研究人员认为，淡水和海水汇合可作为一种可再生能源的“金矿”加以开发。每当河水扩散到含盐的海水中时，温度便会略有上升。从理论上讲，可以从中获取能量并用来发电。

正如英国皇家学会《化学家杂志》所报道的那样，这个团队的研究人员开发的新系统通过一个二氧化锰纳米棒制作的晶体结构，用电池获取能量。

从风驰电掣的列车获取风能

在众多的交通方式中，有轨运输属于最为绿色环保的一种。如果它的基础设施本身能够发电的话，那更是锦上添花，可使效率得到提高。美国一家公司的两位研究人员设计出使用压电衬垫从运行列车获取能源的方案，并且已经开发出一种能够从高速行驶的列车获取风能的装置。这种装置名叫T-Box，是一个电力发电机，根据设计要求安装在现有铁路轨道之间的空间里。在1公里的轨道上，大约需要150个这样的T-Box。

研究结果发现，一列火车在以200公里的时速行驶时，可产生每秒15米的风速。而T-Box能够捕获并利用这个风速产生3500千瓦的电能。一列长度为200米的火车如果以每小时300公里的速度行驶，那么在18秒内跑上1公里，T-Box就能够产生大约2.6千瓦时的电力。