令美国印度眼红,改变现有能源格局,在中国正式问世,它就是发电玻璃,这一项目将会给中国带来什么改变呢?美国印度为什么费尽心思也要得到这项技术?有了它会改变能源匮乏问题吗?今天老罗带大家深度解析中国发电玻璃
首先我们来了解一下什么是发电玻璃?发电玻璃是比较外行的叫法,发电玻璃的全名叫做碲化镉薄膜太阳能电池,这一专业名词是非常绕口的,很多人更愿意将它称之为挂在墙上的油田,发电玻璃创始人是我国的潘锦功博士,在博士的指导下,仅用55秒的时间,就生产出了全球最大单体面积的发电玻璃,最关键的是发电玻璃的知识产权完全归我国所有,单片发电玻璃的面积达到了1.92平方米,重30公斤,年发电量可达260度左右,很多朋友可能会好奇,为什么一块玻璃就能够发电呢?
普通的玻璃是绝缘体,但是这种发电玻璃却有所不同,发电玻璃在绝缘的普通玻璃基础之上,发电玻璃的前后均使用了3.2毫米厚度的玻璃,玻璃厚度还可以根据项目需求来调整,在两块玻璃之间,均匀地涂有4微米厚的碲化镉光电薄膜,然后再经过具有透明,耐热,以及耐寒和耐湿,机械强度高等特性的PVB玻璃夹层膜封装,这样一来的话就实现了玻璃能够发电,它变成了一种可导电可发电的半导体材料。
为什么把它称为挂在墙上的油田呢?
之所以这样讲是因为它区别于屋顶光伏发电,它在弱光环境下也是可以发电的,这种发电玻璃可以直接被安装在屋顶上,它是一种绿色可回收可发电的多功能建筑材料,能够替代砖头、幕墙等建材,根据数据统计,在2020年,我国居民的年平均用电为780度,按照每块玻璃年发电260度来算,每户家庭只需要装上三块玻璃,就可以省下一年的电费,如果一户家庭安装超过三块的话,那么多出来的电还可以增加收入,简直是一举两得的事情,如果不进行人为破坏的话,这种发电玻璃的寿命可以达到30年,但非常遗憾的是,目前这种发电玻璃的产量并不大,还在不断的研发过程当中,目前只适用于一些大型的工程项目,以及企事业单位等。
虽然这种发电玻璃的原理看着比较简单,但其中的技术难度却是相当大的,前面我们提到过,碲化隔光电薄膜仅仅只有4微米,这简直比头发丝还要细。将仅有4微米的电薄膜,均匀地涂在玻璃上,成为了非常困难的一件事情,美国曾致力于这方面的研发,他们想尽了一切办法,发电玻璃面积也只能够做到0.6米长 1.2米宽,仅仅相当于我们的1/3,发电玻璃的关键技术就在于碲化镉材料。
什么叫做碲化镉材料呢?
碲化镉是一种合成结晶物质,因为碲是地球上的稀有元素,想要批量的生产碲化隔电薄膜发电玻璃,那么地球上的碲储藏量就成为了首要问题,在工业上,碲主要是从电解铜或者冶炼锌的废料中回收得到,通俗来讲就是矿渣,根据有关资料了解,目前在地球上已知的碲储量为14.9万吨,其中我国碲储量有2.2万吨,美国储量为2.5万吨,碲储量与硅储量根本无法相提并论。
因为在碲化镉光电薄膜内有着重金属元素镉,这是一种有毒物质,最开始的时候,很多人都在担心,这种发电玻璃的生产会对环境产生严重的影响,这也就导致这么多年以来,很多公司和专家都不愿意涉及这一领域的原因。
既然在发电玻璃中含有重金属元素,那么为什么现在又要采用了呢?根据了解,在美国有专门的科学家进行了这一问题的研究,科学家对碲化镉材料与煤和石油以及天然气等,进行了重金属排放量对比,结果研究表明,石油的镉排量竟然是最高的,煤炭排到了第二,而碲化镉的重金属排量相对较低,与天然气相比,硅太阳能电池的镉排放,是碲化镉太阳能电池的两倍,科学家还对碲化镉材料使用过程中,遇到火灾等意外情况进行了测试,实验结果均表明,使用碲化镉薄膜太阳能电池是安全的。
如果发电玻璃能够批量使用的话,将会给我国带来十分可观的经济效益,根据统计,目前我国大约有400亿平方米的建筑物,假如将2%左右的建筑物全部安装发电玻璃,那么所带来的年发电量,甚至可以媲美三峡水电站,甚至每年还能够减少约5000万吨的二氧化碳排放量,朋友们看到这里是不是觉得非常震撼,但老罗可以告诉大家,发电玻璃所带来的作用远不止如此!
发电玻璃还将会给我国带来什么改变?
根据了解,这种玻璃的承载能力比较强,假如在未来新能源电动汽车全面普及,那么将这种玻璃铺在路面上,会给电动汽车不断的供电,让其成为能移动的大型充电宝,还有就是汽车玻璃是能够进行改造的,如果将汽车玻璃换成这种发电玻璃,然后再连接至电瓶,那么汽车就算行驶在普通的公路上,电资源也将会不断的输入,手机是我们平时生活中经常使用的科技产物,但不管目前市面上再强大的手机,都是需要充电的,假如手机的后壳换成这种发电玻璃,是不是就可以替代充电器了呢?甚至能够取消手机充电口,假如将发电玻璃安装在一些智能家居上,是不是会更加的实用呢?民用无人机现如今是比较常见的,但大多数无人机的续航能力非常短,大约为半小时左右,而无人机的电池充电速度又非常慢,有的人因为工作需要,常常会备有很多块电池,将发电玻璃安装在无人机上,是不是能够提高无人机的续航能力呢?一定程度上来讲,避免了资源消耗,当然这只是一些大胆的设想,需要经过不断的实践发展才能够实现。
发电玻璃不仅仅局限于民用,它还可以用于军事,因为发电玻璃只要有光,随时随地的都能够发电,所以它能够在野外使用,可以保证在野外通讯基站的正常运作,它所起到的作用是非常大的,这也就是为什么美国和印度,一直关心这一领域的原因,毫不夸张的讲,如果发电玻璃运用得当,它的作用甚至可以改变世界。
发电玻璃是怎么问世的?
对于我国的科技发展,美国一直都是虎视眈眈的,生怕我们超过他们,而我国的发电玻璃之所以能够如此顺利地问世,要取决于一个人,他就是我们前面提到的潘锦功博士,博士从小的学习成绩是非常优秀的,后来他以优异的成绩考上了大学,在大学毕业之后,他并没有着急进入社会工作,而是去到了美国新泽西理工大学深造,潘锦功在美国留学期间,表现出了非常强的科学天赋,其实早在以前的时候,美国就已经提出了发电玻璃这一理念,但是一直没有进展,而潘锦功的出现,却改变了这一现状,潘锦功在当时的研究中心担任常务副主任,潘锦功能够达到这样的高度,令很多人为之震撼。
他在校期间一直在研究,如何利用碲化镉光电材料技术,生产能用光线发电的玻璃,简单来说的话,就是他在研究一种新型玻璃,潘锦功带领自己的团队,历时两年终于研究出了这种新型技术,当他的研究成果在美发表后,获得了很多专家的一致认可,因为他比较优秀,美国多次以优秀的条件诱惑,想要他留下,当时印度在听到风声之后,甚至开出了上亿的高价,要购买潘锦功的技术,但潘锦功面对这些诱惑直接拒绝了,因为他的心中还有着一个理想,那就是报效祖国,所以他将自己的技术以及团队都带了回来,为我国的能源发展做出了非常重要的贡献。
在当时我国对于新能源领域是非常看重的,有着较大的补贴力度,这对于潘锦功的事业发展有着很大的帮助,不过他在创业初期的时候,遇到了一些挫折,在2011年的时候,美国对我国的光伏电池进行了管控,美国的这一打压,导致国内的光伏产业经历了一场寒冬,很多企业的发展遇到了困境,这对于创业初期的潘锦功来说,无疑是晴天霹雳,当时美国还在不断的向潘锦功抛出橄榄枝,最终潘锦功还是选择了留在国内发展,当地政府也给了他几千万的资金支持,在政府的不断帮扶下,潘锦功的事业进入了春天,在2015年,潘锦功所研究的新型玻璃,有了新的突破,电池的转换效率从原先的10%上升到了18%,者一项技术在有了巨大的突破之后,又吸引了很多国家关注。
潘锦功所研发的全球最大面积碲化镉发电玻璃,让我国再次有了底气,手中多了一张王牌,在潘锦功的32项专利当中,其中有19项是发电专利,潘锦功曾经还说过,他做的事情是国家需要的,对此他表示无比欣慰,如今潘锦功以及团队接到了非常多的订单,甚至在国外有很多企业跑来与他合作,假如在未来潘锦功所研发的成果能够普及,造福的将是全人类,很有可能会解决当下的能源危机,让人们不再担心能源紧缺所带来的问题,本期科普就到这里,下期老罗为大家带来更精彩的内容!
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