地球能源即将枯竭,人类还剩多少时间?

2025-08-08 05:45:10

在最近很火的“十年前后对比照”中,我们看到了并不让人愉悦的一组图

再说好消息:

随着煤、石油、天然气等化石燃料的储量逐渐减少,以及燃烧化石燃料造成的温室效应问题日趋严重,各国政府都把开发利用新能源提到重要的议事日程上来。

随着人们重视程度的提高以及相关技术的进步,各界科学家都投身于该领域,各种可以改变世界的研究成果在不断涌现,尽管挑战仍然十分艰巨,但我们有理由乐观以对。

我们都知道,与传统的火力发电相比,太阳能、风能等新能源形式的正常运转受到自然条件的限制,造成电能的输出与用户的需求往往不能很好地匹配。

例如用太阳能给一个住宅区供电,白天居民大多不在家,太阳能电池产生的电能供大于求,白白浪费掉;到了晚上居民下班回家,用电量激增,太阳能电池此时却又无法正常供电。

这个时候,科学家们提出可以使用人工智能来检测用电情况,以达到电能供给与用电需求的高度匹配。

智能电网讲师Valentin Robu说:“人工智能对分析电网周围的大量数据并采取实时控制决策至关重要。因为我们将不得不开始将我们的能源使用转移到它的存在和可用,而不是转移能源生产来匹配我们的使用。”

目前,欧盟就正计划着在2020年之前,为5亿个家庭安装智能电表,以监测能源使用情况。

为了解决新能源不稳定的问题,除了使用人工智能监测用电情况以外,我们最终需要考虑的问题就是开发一个储能系统与之配合,在发电能力超过实际需要时将多余的电能转化为其它形式的能量储存起来,而发电能力不能满足需要的时候又可以将储存的能量重新转化为电能。

例如电池,尤其是可以反复充放电的二次电池,也就是俗称的蓄电池,就是辅助新能源的不二选择。

然而对于依靠固体电极的传统电池,一块电池能够储存多少电能,这些电能能够以多大的功率被释放出来,在它被封装好离开流水线的那一刻就已经被固定下来,使用者很难再去根据需要进行调节。

那么如何克服这个缺陷?解决的办法就是让固体电极只负责传递电流,储存电能的任务改由液态的反应物来承担,这也就是液流电池的基本原理。相比于使用固体电极的传统电池,液体电池的一个明显的好处就是赋予了使用者更大的自由来调节电池的性能。

液体电池示意图

除了液体电池之外,《可再生与可持续能源》杂志最近还发表了一篇名为“聚合物太阳能电池(PSC):P3HT:PCBM”的研究报告,展示了这一领域的最近进展及所面临的挑战。

该文作者之一、美国俄亥俄州立大学的Paul Berger表示,由于PSC的柔性特征,使其几乎可以被放在任何物品上。无需高压输电线路,且能代替毒性电池为使用点设备提供电力。

目前PSC的实验室效率为13%左右,远低于商用太阳能电池板的20%效率。但近年来化学、几何和多层太阳能电池的发展让效率更高变得可能。

聚合物太阳能电池(PSC)示意图

目前,关于新能源的开发和储能系统的研究都已经成为了当下最热门的领域。相信在不久的将来,这些独特的技术一定能够为解决人类的能源问题发挥巨大的作用。

而如果你也想为改变世界尽自己的一份力,那么ViaX此次推出的科研集训营,就一定能让你在新能源领域真正找到立足之地!顶会论文、大牛名推都将成为你在这条道路上的经验证明!

科研集训营-能源材料化学类

在此次能源材料化学方向科研集训营中,我们将为所有想在新能源领域进行科研实践的同学,又或是正在其他领域深耕想寻找一个更前沿独特的课题的同学,提供多个方向选择:

▌ 能源转化方向

学生通过文献检索,系统学习有机聚合物太阳能电池领域发展的历史,现状和展望,并以综述的形式完成。

▌ 先进锂电池方向

学生通过整理已被报道的电池技术,深度学习其工作原理,并提出一个全新的构想。

▌ 液流电池方向

学生将在课程中理解液流电池与传统电池的区别及优势,并提出创新性的想法和概念。

除了以上这些,你也可以根据自己的兴趣和特长,提出自己感兴趣的研究问题,课程导师会根据你的背景与需求具体调整项目的课程设计。

如果你正巧对以上这些课题感兴趣、想深造,又或是心里已经有了想要深入研究的方向,却不知如何开始,苦于无人引导。

那么此次ViaX请来的导师,就将为你打开这扇新世界的大门:

导师介绍

▌Y. J.

ViaX盐趣理工科导师

哈佛大学Postdoctoral Fellowship

专注新能源材料的开发,参加I-Corp, 积极寻求初创公司实现科研成果孵化。

在能源转化,能源存储, 先进锂离子电池,先进水系电池,液流电池等领域国际学术期刊发表文章多篇及专利。

2017-2018年,哈佛大学位列世界大学学术排名(ARWU)世界第一 、USNews世界大学排名世界第一 。2017年《泰晤士高等教育》世界大学声誉排名世界第一。2018年《泰晤士高等教育》全球大学毕业生就业竞争力排行世界第一。

而你,除了将在课程中得到这位大牛导师的专项辅导,收获最精准的实验方向与最前沿的资源渠道之外,还有:

课程产出

▌ 第一作者文章1篇

这篇英文学术论文将是你学术成果最直观的体现,更是你申请奖学金,打开顶尖学府大门的黄金钥匙。

▌ 合作作者文章1-2篇

多篇高水平学术论文发表经验傍身,将是你科研经历强有力的背书,更能证明你的合作精神,及全面开阔的学术视野。

科普:

SCOPUS:是目前全球最大的摘要和引文数据库,涵盖了5000多家出版商出版发行的科技、医学及社会科学方面的20000多种期刊,除期刊外,还收录众多图书、会议论文集等更为广泛的科研相关内容,其涵盖了27个学科领域,被归于四大类下(生命科学类、社会科学类、自然科学类、医学类)共计约17050种。SCOPUS在西方国家早已成为最受认可的平台之一

科普:

SCOPUS:是目前全球最大的摘要和引文数据库,涵盖了5000多家出版商出版发行的科技、医学及社会科学方面的20000多种期刊,除期刊外,还收录众多图书、会议论文集等更为广泛的科研相关内容,其涵盖了27个学科领域,被归于四大类下(生命科学类、社会科学类、自然科学类、医学类)共计约17050种。SCOPUS在西方国家早已成为最受认可的平台之一

▌ 国外知名大学教授或研究所研究员推荐信

一封对你的学术能力、专业背景等“软实力”做出客观评价的材料,将为你的留学申请、奖学金申请大大加分。

▌ 了解掌握英文学术论文写作基本方法和技巧

你将掌握必备的英文文献查阅及撰写技能、论⽂结构与写作思路和答辩技巧。为未来的学习和工作打下坚实的基础。

▌ 学会使用各种相关工具

你将系统了解世界面临的能源挑战与机遇,并整理综述、熟练掌握Origin作图软件, Endnote文献嵌入软件。

Origin作图示意图,其既可以满足一般用户的制图需要,也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。目前,已成为包括SCI在内的各种专业论文标配绘图软件之一。

适合人群

▌ 所有想在新能源领域进行科研实践的同学

本身对新能源相关领域有浓厚兴趣,有志于在新能源方向从事科研实践,希望为世界在当今所面临的能源挑战与机遇中贡献自己力量的同学

▌ 就读于化学、材料工程与科学专业,或想转专业到这些领域的同学

想了解更多领域内专业知识、实践技能及前沿的科研实验方向,掌握科研必备技能,以获得理论提高与实践认知,提升自己竞争力的同学。

▌ 求学深造迫在眉睫,急需提升科研学术软实力的同学

申请国外学校时,受限于科研背景和论文成果,急需一篇高含金量的英文学术论文及推荐信以体现自己的学术成果,为申请奖学金以及进入更高层次的研究学府打下基础的同学。

★ Tips:

该课程要求学生理解基本电化学、有机化学知识。

本次科研集训营,将于2019年3月9日开课,分为线上小班课(共10h)+一对一学术论文跟进(6h)两大块内容。

导师将在线上小班课中补充强化你的理论知识储备,最终,将结合你的学习情况与兴趣所在展开一对一定制科研论文撰写辅导。

课程内容

在Part I 小班课(10h)部分,导师仍可根据你的兴趣和水平对课程内容做出适当调整

Part II 一对一学术论文跟进(6h)部分的具体会谈时间会视你的进度而定,推荐在1个月内完成,规定在两个月内完成

开课时间

2019年3月9日

具体时间安排为:

1对多小班课:3月9日-3月24日

预约1对1辅导:3月25日-5月25日

集体答辩:5月26日

报名方式

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