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前瞻技術脈動：能源技術（202520）

關鍵字：草能發電；能源轉型；太陽能系統；巨大蛤蜊；離岸風能；綠氫；手性結構；手性結構；
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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2025年7月11日
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圖、前瞻技術脈動：能源技術（202520）
  
研究探討草能發電的雙贏潛力
在玉米和大豆田中策略性地種植多年生草有助於解決種植主要中耕作物帶來的意外環境後果，包括土壤侵蝕、化肥徑流和溫室氣體排放。愛荷華州立大學的研究人員正在關注現有需求的現有市場，利用現有基礎設施來降低能源轉型成本，並在多個類別中創造勝利。他們希望為農民贏得勝利，為企業贏得勝利，為市政當局贏得勝利，為社會贏得勝利。研究模擬了密蘇裡州西北部和愛荷華州西南部格蘭德河流域兩個假設的處理草類生物質的消化池的經濟和環境影響。在最佳條件下，消化池在20年的預期使用壽命內將產生超過4億美元的綜合利潤。二十年來產生的4,500萬吉焦耳 (GJ)再生天然氣（相當於約 125億度）的碳足跡將比化石燃料產生的天然氣低 83%。預計排放量也低於基於玉米的乙醇或基於大豆的生物柴油。
參考資料: Study explores win–win potential of grass-powered energy production. TechXplore.2024/07/26

科學家發現了世界上效率最高的太陽能系統，而且並非由人類創造
在自然陽光下，用於藻類培養的廣域系統的光效率為何？由 Yale University研究團隊發表於《PRX Energy》期刊的研究成果指出，該團隊發現，西太平洋的巨大蛤蜊擁有地球上最有效率的太陽能系統。該發現對未來太陽能板和生質精煉廠（biorefinery）的設計具有重要意義。巨大蛤蜊在熱帶珊瑚礁附近的強烈陽光下茁壯成長，擁有獨特的結構：由光散射層的虹色細胞（iridocyte）覆蓋的垂直光合藻（photosynthetic algae）柱。這種幾何結構，結合蛤蜊對陽光的適應行為，使其量子效率（quantum efficiency）達到67%，遠遠超過類似環境中綠葉的14%效率。研究成果顯示，採用類似的生物機制可徹底改變太陽能技術，促進模仿巨大蛤蜊效率的太陽能板的開發。該研究是由Packard Foundation和National Science Foundation資助。
參考資料: Scientists Have Discovered the New Most Efficient Solar Energy System in the World – and It Wasn’t Created by Humans. SciTechDaily.2024/07/31

綠氫研究強調海上生產策略
如何有效利用離岸風能大規模生產綠氫以滿足未來氫氣需求?康乃爾大學研究提出了利用離岸風能生產綠氫的策略，以滿足美國未來75%的氫氣需求。隨著氫氣需求的增長，從可再生能源如離岸風能而非化石燃料生產氫氣至關重要。據統計，生產所需的氫氣需要0.96 TW的離岸風能容量，這需要美國大幅增加其離岸風能的利用率。研究結果顯示，透過管道運輸壓縮氫氣在經濟和環境方面具有明顯優勢，並發表「離岸氫氣樞紐」的概念，藉由共享基礎設施節省30%的成本。美國東海岸因風速高及大量需求，成為離岸風能製氫的主要區域，相關研究成果已發表於《Energy & Environmental Science》期刊。
參考資料: Green hydrogen study highlights strategies for offshore production. TechXplore.2024/08/07

工程研究人員透過首個手性結構「彈性」介面提高鈣鈦礦太陽能電池的耐用性
香港科技大學（HKUST）的研究團隊開發了一種手性結構介面，顯著提升了鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的可靠性和能量轉換效率，從而加速其商業化進程。雖然PSCs以其成本效益的生產方式著稱，但在穩定性和界面黏附性方面仍面臨挑戰。通過引入手性結構的中間層，該團隊增強了PSCs的機械耐久性。經過廣泛測試後，這些電池仍保留了92%的效率，展示了在各種氣候條件下穩定發電的潛力，為PSCs的廣泛商業化應用邁出了重要一步。該研究發表在Science期刊上。(1130字；圖1)
參考資料: Engineering researchers enhance perovskite solar cells durability with first-of-its-kind chiral-structured 'springy' interface.ScienceDaily.2024/08/09

 
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