《麻省理工科技評論 MIT Tech》8/1
* 【改善空氣污染能降低患阿茲海默症風險】
根據 7/26 日在美國丹佛舉行的 2021 年阿茲海默病協會國際會議上發佈的多項研究報告,改善空氣污染會改善認知功能,降低阿茲海默症風險。此前報告曾顯示,長期暴露於空氣污染與阿爾茨海默病相關腦斑有關。而此次會議是第一次累計證據表明,減少污染,特別是空氣中的細顆粒物和燃料燃燒產生的污染物,與降低全因失智症和阿茲海默症風險有關。
* 【MIT科學家研究了如何減少一次性口罩對環境的影響】
據估計,COVID-19大流行期間每天產生多達7200噸的醫療廢物,其中大部分是一次性口罩。近日,麻省理工學院(MIT)的一項新研究指出,通過採用可重復使用的口罩可以大大減少這一損失,該研究計算了幾種不同的口罩使用方案的財務和環境成本。研究人員表示,完全可重復使用的硅膠N95口罩能更大程度地減少浪費,而他們現在正致力於開發這種新型口罩。目前,這項研究已經刊登在《British Medical Journal》上。
* 【新發明的的尿液或血液測試方法可以發現腦腫瘤】
劍橋大學的醫學研究人員開發了兩種新的測試方法,能夠檢測最惡的腦癌膠質瘤。使用新開發的測試可以在病人的尿液或血漿中檢測到腫瘤,這也是世界上第一個此類測試方式。
* 【歐洲科學家開發出可低成本製造發光材料的新技術】
劍橋大學和慕尼黑工業大學領導的研究人員發現,通過將一種材料的每 1000 個原子中的一個換成另一個,他們能夠將一種被稱為鹵化物鈣鈦礦的新材料類發光體的發光能力提高兩倍。該發現有益於製造更有效的低成本發光材料,這些材料具有柔性,並可使用噴墨技術列印。相關研究發表於《美國化學會志》。
* 【哈佛科學家發起伽利略項目,致力尋找宇宙中的外星科技文明】
哈佛帶領的一支科學家團隊,已經發起了一個旨在宇宙中尋找外星生命證據的伽利略項目(Galileo Project)。結合地面望遠鏡、人工智能等方案,這項研究將著重於外星智能的物理例證,而不是源自遙遠文明的電磁信號。
* 【科學家發現潛在療法能提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力】
近日,南安普敦大學和米蘭國家分子遺傳學研究所的研究人員發現了一種潛在的治療方法,可以提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力。研究人員表示,他們已經確定了一種限制調節免疫系統的一組細胞的活動的方法,這反過來可以釋放其他免疫細胞來攻擊癌症患者的腫瘤。目前,這項研究已經發表於《PNAS》。
* 【美國研究團隊在太陽能制氫方面獲得新突破】
數十年來,世界各地的研究人員一直在尋找利用太陽能來制氫的關鍵反應方法,即如何將水分子分解成氫氣和氧氣。儘管大多數努力以失敗而告終,且少數成果也面臨著成本過高的尷尬。德克薩斯大學奧斯汀分校的一支研究團隊,還是設法找到了一種通過厚二氧化硅層來創建導電路徑的方法來有效從水中分離氧分子。該方案能夠低成本地運用,並擴展到大批量生產流程中。有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《Nature Communications》期刊上。
* 【現近 20% 的原始森林景觀與採礦、石油和天然氣等採掘業特許地相重疊】
國際野生生物保護學會(WCS)和世界自然基金會(WWF)的一項新研究顯示,近 20% 的熱帶原始森林景觀(IFLs)與採礦、石油和天然氣等採掘業的特許地相重疊。重疊的總面積約為97.5萬平方公里,大約相當於埃及的面積。採掘業特許地與熱帶國際森林公園重疊最多,佔總面積的 11.33%,而石油和天然氣特許地的重疊面積佔總面積的 7.85%。該研究發表在《森林與全球變化》上。
* 【MIT研究人員用紅外攝像機和人工智能來預測「沸騰危機」】
最近,麻省理工學院(MIT)核科學與工程系的研究人員,通過訓練一個神經網絡模型來預測「沸騰危機」。研究人員表示,該模型能夠從具有不同形態和潤濕性(或吸濕性)的表面上的氣泡動力學的高分辨率紅外測量中預測沸騰危機的餘量(即偏離核沸騰比,DNBR)。這項研究成果或將應用於冷卻計算機芯片和核反應堆。目前,該研究已經發表於《Applied Physics Letters》。
* 【英國研究人員使用一種創新方法來「逆轉」與年齡有關的記憶衰退】
英國研究人員的一項新研究提出了一種創新的方法來治療與年齡有關的記憶衰退。臨床前研究顯示,通過「操縱」大腦中被稱為神經元周圍基質網絡(PNNs)的結構組成,可以逆轉衰老小鼠的記憶衰退。
* 【中國科學家利用簡單的 RNA 微調讓馬鈴薯和水稻產量提高 50%】
北京大學的研究小組將一種叫做 FTO 的單一基因插入到馬鈴薯和水稻植株中。由此產生的植物是更有效的光合作用者,這意味著它們長得更大,產量也更高 —— 在實驗室中產量提高了 3 倍,在田間產量提高了 50%。它們還能長出更長的根系,這有助於它們更好地忍受乾旱。
* 【歐盟提出一攬子應對氣候變化方案】
歐盟委員會近日提出應對氣候變化的一攬子計劃提案,旨在實現到 2030 年歐盟溫室氣體淨排放量與 1990 年的水平相比至少減少 55%,進而到 2050 年實現碳中和的目標。這份提案涉及交通、能源、建築、農業和稅收政策等諸多領域,具體內容包括收緊現有碳排放交易體系,增加可再生能源的使用,提高能源效率,盡快推出低碳運輸方式及相關配套基礎設施和燃料,制定與脫碳目標相一致的稅收政策等。
* 時間晶體即將誕生?當地時間 7 月 28 日,谷歌在一篇預印本論文中表示,其首次使用 「懸鈴木」 (Sycamore)量子計算機創造出了 「真正的時間晶體」。
參與該研究的科學家超過 80 人,分別來自Stanford 大學、普林斯頓大學、MIT 和德國德累斯頓馬普固體化學物理學研究所(德累斯頓)等科研院所,論文標題為《在量子處理器上觀測時間晶體的本徵態序》(Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor )。
* 【新分子圖譜揭示腦細胞發育軌跡】
瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)和瑞典卡羅林斯卡學院的研究人員首次繪制了胚胎大腦細胞在成熟過程中遵循的遺傳和發育軌跡。這份分子圖譜不僅可幫助人們識別與神經發育狀況有關的基因,確定腦癌中惡性細胞的來源,還可以作為評估實驗室中乾細胞產生的腦組織的參考,同時能改進神經退行性疾病的細胞替代療法。相關研究發表在近日的《自然》雜誌上。
* 【液體填充光纖設計可實現更可靠的數據傳輸】
瑞士 Empa 研究所的研究人員開發了一種光纖,該光纖由連續的液體甘油芯和透明含氟聚合物護套組成。這種光纖以光脈衝的形式傳輸數據的能力跟固體塑料光纖差不多,另外它還擁有更高的抗拉強度。
產生氫氣的反應 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的最讚貼文
能源轉型大勢所趨,掌握碳中和儲能商機!一次搞懂什麼是碳中和、鋰電池、固態電池、燃料電池(07/12/2021 TechNews科技新報)
作者 姚 惠茹
聯合國在 1997 年 12 月通過京都議定書將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平,以保護地球的生態系統。從那之後,碳排量就逐漸成為評估環境成本的一項重要指標。2015 年 12 月,各國在《巴黎協定》中承諾,在 2050~2100 年實現全球「碳中和」目標。
什麼是碳中和呢?
碳中和是「從環境中消除的碳排超過所排放的碳」。通常透過使用低碳能源取代化石燃料、植樹造林、節能減排等形式,來達到相對「零排放」。目前為止全世界已經有超過 50 個國家宣告在本世紀中葉達到碳中和,超過 100 個國家在政策中提及,2050 年是大部分國家設定的目標年。
分析碳中和商機,首先要來了解主要碳排產業,目前全球最大的碳排放產業是電力產業,其碳排放量佔全球碳排放量比重高達四成,而再生能源發電的比重近幾年來雖然持續增加,也約略佔三成左右,如扣除水力發電、地熱發電等,以風電及太陽能為主的再生能源佔比又僅有一成,富邦證券表示,未來持續增加風電與太陽能發電仍將是主要的發展趨勢。
車輛的二氧化碳排放佔全球碳排放量比重超過二成,因此未來電動車取代內燃機汽車的趨勢,將會加快進行,另外包含製造業的工廠與建築業等佔全球碳排放量也達到二成,因此將被迫更新其生產設備,降低排放量,中國及其他第三世界等地區,必須要淘汰高汙染高排碳的產能,建置更具效能且符合環保碳排規範的產能取代,否則其出口將會被先進國家課以碳稅。
從前面分析主要碳排來源,就可以知道為什麼再生能源和電動車會成為近年來的重要產業發展趨勢,然而電動車雖然不排放 CO2,但若使用的電力是火力發電,則會增加發電廠的碳排量,因此電力來源由火力發電轉為再生能源,再使用電動車才能真正達到減碳的效果。
富邦證券表示,由於再生能源如太陽能與風電都是屬於間歇性發電,受到日照時間與季節性風力強弱的影響,必須透過儲能系統,將再生能源發電做妥適的儲存應用,故儲能系統將在碳中和發展趨勢中,扮演著重要的關鍵角色。
近年來光電、風電產業快速崛起,因綠能發電具間歇性特質,尚需儲能系統搭配,才能避免再生能源受到天氣因素的波動影響供電,確保長期供電穩定,儲能系統市場規模因此快速成長,2018年全球儲能系統放電量 5,971 百萬瓦時,預估至 2024 年,全球儲能系統規模年複合成長率超過七成。
富邦證券指出,現階段全球儲能系統主要可分為三大類,機械能儲能、電化學儲能(鋰離子電池)及化學儲能(燃料電池)三大類,其中以電化學儲能為目前的市場主流,而化學儲能為近年備受市場期待的另一種儲能系統。
鋰離子電池
目前全世界車廠所生產的電動車,其儲能電池的應用種類,以「鋰離子電池」為市場應用主流,而再生能源儲能系統方面,也大部分同樣採用「鋰離子電池」,作為協助電網進行電力調節的輔助設備,例如特斯拉在各地建置超級充電站,就會利用到鋰電池儲能系統。
鋰電池材料中以正極材料最為重要,一般都是以鋰合金氧化物所構成,也是常聽到的三元鋰電池就是以鎳鈷錳等三種材料組成正極的鋰電池,另外常聽到的磷酸鋰鐵,也是正極材料的一種。負極材料目前多以石墨為主,未來會往矽負極來發展電解質現階段都是液態(膠狀),目前業界正積極開發固態電解質的鋰電池,作為下一世代鋰電池的發展方向。
固態電池
鋰電池為「液態電池」,其電解液為膠狀電解質,而液態電池性能容易受溫度高低影響,並有電解液外漏爆炸的風險,當前普遍使用的有機電解液存在爆炸等安全隱憂,已成為限制鋰離子電池發展的瓶頸,而固態電解質的重量較輕,只有液態鋰電池的一半、充電速度比鋰離子電池快,只要 10~15 分鐘,而且沒有腐蝕性的問題,壽命較長。
目前日本豐田、南韓三星、中國寧德時代、美國的 Quantum Scape(QS),德國的 Solid Power 與台灣輝能等公司業已開啟固態電池產業化進程,目前預估最快 2023~2025 年間,有可能量產車用固態電池。
燃料電池
燃料電池為一種將燃料(通常是氫氣)與氧化劑產生的化學能通過化學反應轉換成電能的儲能系統,通常又稱為氫能源,利用氫燃料的氧化作用,產生電力,沒有排碳,只有排水,若是將太陽光電或風力發電的電力來產製氫氣,產製後的氫氣可做為燃料電池的燃料來源。
藉由氫能載體整合各式再生能源,能平衡各類再生能源供電缺口或不穩定。富邦證券表示,現階段包含美國、日本、南韓、歐盟、澳洲及中國都積極發展燃料電池,企業界與日韓車廠也都努力開發各式產品應用。
富邦證券表示,2050 年是大部分國家設定的碳中和的目標年,降低碳排放量的碳中和商機,已經成為未來十年的重大商機,因此使用何種電池能達到安全又具效能的綠能發電儲能系統,將會是未來產業發展的重點,也值得投資人持續關注。
完整內容請見:
https://technews.tw/2021/07/12/carbon-neutral/
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產生氫氣的反應 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的最佳解答
為什麼核四爭議不斷?臺灣真的需要第四座核電廠嗎?(06/23/2021 Greenpeace綠色和平)
2021 年適逢福島核災 10 年、車諾比核災 35 年,再次喚起全球對核能安全的關注,5 月全臺接連停電,更引發公眾對供電吃緊以及能源轉型的疑慮,能源議題在臺灣社會引發洶湧聲浪,隨著「重啟核四」公投即將於 8 月舉行投票,更引發擁核與反核兩方的激烈辯論。究竟核四電廠存在哪些爭議?臺灣是否真的需要這座核電廠?除了核能,臺灣還有哪些能源方案?
臺灣能源現況
在討論核四爭議前,先與您看看臺灣目前的能源現況。以臺灣近十年來的全年發購電量為例,火力發電量約占 80%,核能僅占約 12%,顯見臺灣電力目前仍以火力發電為主要電力來源。在夏季用電尖峰時段,核電亦只佔 6 至 7% 的發電量。
事實上,根據台電公司所公布的歷年發購電量各能源別占比,自民國 105 年(2016年)起,核能占比都低於 15%,在 109 年(2020年)也僅佔 12.7% 。換言之,核能並非臺灣最主要的電力來源,而為了因應日趨嚴重的氣候危機,目前臺灣的能源政策規劃:「2025 年前將再生能源發電占比提升至總體發電量的 20%」,若提高再生能源發展及用電占比是能源政策主要目標,臺灣還需要將資源投注於發展核能嗎?
核能的優缺點
目前世界上的核能發電,主要是利用輻射物質——鈾-235 進行「核分裂」反應來發電,發電前首先須開採鈾礦,鈾礦經過提煉及濃縮程序後,製造成一般核反應爐可用、鈾濃度約為 3% 的燃料棒,再將大量的燃料棒放入反應爐之中,確保足以核分裂達致臨界並持續產生熱力,熱力所產生的蒸氣即可推動發電機發電。
核能發電的整個供應鏈,包括開採、提煉、濃縮、發電,以及燃料棒後續處理,都會產生不同程度的輻射污染以及碳排放,完成發電後的乏燃料棒(spent fuel)最終處置方法也尚未有最佳解方。因此全球主要的國際能源組織對於核能,多以「低碳能源」或「潔淨能源」稱之,但不會稱為綠能(green energy)或永續能源(sustainable energy),顯示核能整體生命週期對環境的破壞力仍大。
換言之,核能支持者認為核電具備低碳與穩定供電等優點,卻忽略了核能在開採、提煉、濃縮過程中產生的廢石、廢泥漿、廢水與輻射均為巨大污染,此外核能發電過程產生大量的核廢料,也成為懸而未解的環境問題。自 1951 年12 月 20 日人類首次用核反應爐產生出電力,至今 70 年過去,仍沒有任何一個國家及地區可以解決「如何安全處置核廢料」的問題。(延伸閱讀:《全球核廢料危機報告》:大量核廢料難以處理)
為什麼臺灣社會聞「核四」色變?
核電廠最具爭議之處,就是「核安」問題。自 1950 年代開始,全球已發生三哩島、車諾比、福島等重大的核災事故,這三場不同類型的核災發生原因包括設計缺陷、人為疏失,以及地震引發海嘯導致的系統故障,造成爐心融解、反應爐爆炸、氫氣爆炸等事故,並且對當地環境造成大規模的輻射污染,即使經歷多年,依然難以復原。(延伸閱讀:福島十年核災處理無期 綠色和平盼望臺灣平安終結核電)
臺灣位處地震帶,板塊運動本就頻繁,存在地震釀災的風險。然而目前的 4 座核電廠,都興建於斷層附近,其中核一、核二與核四皆分布於北海岸,與人口眾多的臺北市直線距離僅不到 30 公里。而核四廠半徑 80 公里海域內有 70 幾座海底火山,其中有 11 座為活火山,2011 年,中央地質調查所也確認,有一條長達 2 公里的 S 斷層位於核四廠的正下方,貫穿整個廠區。《華爾街日報》更在福島核災後,將臺灣 4 座電廠列為最危險等級。
目前討論聲浪最熱烈的「核四」,因預算不足而無法採用大多數核電廠的「統包」方式,轉而將貨就價採「分包」作法,將核四建廠由台電自行進行統籌施工與整合,分拆給美國、日本等跨國公司負責不同部份的施工,最後。因為分包關係造成元件與元件間的介面複雜程度提高,系統不一致且難以整合,而這不穩定的系統整合,最後卻交由過去沒有相關整合經驗的台電處理,讓許多電力專家擔憂核四的安全性。
於 1999 年正式動工的核四電廠,由於建設時間超過二十年,許多系統零件已經老舊不堪使用,原製造商也沒有生產對應零件,如果重啟,需要再進行系統全面的修復跟維護,保守估計須要投入 800 億新台幣以上資金, 10 年以上的時間才能發電,若正式發電後還有營運、核廢料處置的成本。重啟核四不僅曠日費時更所費不貲,也無法回應近期經濟成長的電力需求。將大量資源與金錢投入一座最快 10年後才能發電,而且存在核安疑慮的核電廠,真的是最佳的決定?
積極發展綠能為導向的能源轉型
臺灣政府目前以太陽光電及離岸風電為再生能源主要發展項目,並預計在 2025 年達到總體發電量的 20%。隨著全球各地政府相繼承諾淨零碳排目標,許多大型企業如 Apple、微軟等紛紛提出潔淨產業鏈的要求,以綠能為導向的能源轉型已是全球共識,也是臺灣在能源政策上應該積極發展的方向,現正站在能源轉型路口的臺灣政府,若能集中資源,加速發展再生能源,儲電及節能,不僅可以比核四更快彌補短期用電缺口,更可減少碳排放與空氣污染。
台電獨立董事許志義教授也於研究報告指出,未來新的能源系統將是綠能為主,電力供需則應以分散式供電,取代以往穩定供電的觀念。除了多元開發再生能源,在電力需求端必須思考更多節能、儲能或調配負載的方案。另外在綠電市場開放的狀況下,企業及公眾能夠成為電力「產銷者」,除了用電外,可以透過公民電廠、自建再生能源發電設備,甚至是儲能系統,成為電力供應者的角色,這些行動都能夠協助減輕臺灣電力系統的負擔,並在電業當中成為貢獻系統的部分力量。
綠色和平因反核運動而誕生,五十年來,始終秉持反對核能、核武的立場。邀請您一起加入呼籲政府落實能源轉型的行列,淘汰高碳排的化石燃料及高風險的核能,轉用更加永續、潔淨、安全的再生能源,使您我及下一代無須再擔憂可能發生的駭人核災,或為艱難的核廢料處理問題苦惱。
綠色和平小教室:
統包(Turnkey):由一個得標的統包商負責整個工程興建的統籌,根據電力公司所需的規格,包辦設計、施工到測試,在建廠過程中從頭到尾把關,再交由電力公司進行運轉與管理。目前全球絕大多數的核電廠(包含臺灣核一、二、三電廠)都是以統包方式建設而成。
完整圖文以及更多參考資料請見:
https://www.greenpeace.org/taiwan/update/25521/
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2A 如鈣跟鎂與水反應會產生氫氣
和1A族一樣
我記得1A族定義是與水產生劇烈反應(產生氫氣)
這樣2A不也是會產生氫氣 為何不歸納同一族
還是2A多了一個條件(金屬氧化物常藏在地殼)
還是因為2A加入水中反應比較慢(印象中要加催化劑)
不知道自己那裏觀念出錯 希望能指正
還有想問一下 活性比較大的金屬遇水 大部分都會產生氫氣嗎?
此規律是與遇酸一樣嗎?
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