有望為人類帶來新能源---鎂
據(jù)英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》報道，日前有歐美科學(xué)家正在拓寬他們的新能源思維，將目光鎖定在一種此前從未被關(guān)注的物質(zhì)之上——金屬鎂，認(rèn)為它有可能成為新能 源的一種替代品。金屬鎂的活性非常大，并且蘊含巨大能量。科學(xué)家估算，海水當(dāng)中的氧化鎂至少夠全世界消耗30萬年，西方的科研人員目前正試圖尋找更好的辦 法，從金屬鎂中分解出能量。
加拿大不列顛哥倫比亞省能源公司MagPower的工程師們已經(jīng)研究出了一種新穎的方法。他們用水和空氣與鎂燃料發(fā)生反應(yīng)，以鎂作為金屬陽極制 造出了一種新型的金屬燃料電池。無獨有偶，以色列希伯來大學(xué)的多倫·奧巴赫也發(fā)明出了一種以鎂為基礎(chǔ)的鋰離子可充電電池，這種電池壽命長且比較穩(wěn)定。而美 國加州理工大學(xué)的安德魯·肯德勒則另辟蹊徑，利用鎂燃料和液體反應(yīng)生成氫氣，后者可作為燃料電池的能源，反應(yīng)生成的氧化鎂則是一種相對無害的物質(zhì)。
但這些新奇的發(fā)明距離實際應(yīng)用還有一定距離。東京理工大學(xué)的Takashi Yabe博士指出，雖然自然界中鎂的含量非常豐富，但鎂的提取和制造成本很高，實際操作中還會產(chǎn)生不小的碳排。鎂有很多的工業(yè)制造方法，比如電解和一種被 稱為皮江法（Pidgeon Process）的高溫提鎂工藝，但是這類方法耗能巨大，生產(chǎn)1公斤的鎂大致需要消耗10公斤的煤。
為了改進(jìn)這一流程，Yabe博士研發(fā)出了一種只利用可再生能源的工藝。他的方法是利用高強度太陽能產(chǎn)生激光，從而以極高的溫度燃燒海水，從中提 取出氧化鎂。Yabe博士稱，海水當(dāng)中的氧化鎂儲量巨大，至少夠全世界消耗30萬年。他進(jìn)一步解釋稱，利用太陽能產(chǎn)生激光是必須的，因為僅靠太陽能無法產(chǎn) 生3700攝氏度的高溫，而這個溫度是提取海水中氧化鎂的必備條件。
Yabe博士將這一方法命名為“鎂注射循環(huán)”。純凈的鎂可以作為一種燃料（其能量密度大致是氫氣的10倍）。鎂和水混合在一起會產(chǎn)生熱量，將水 加熱為水蒸氣，便可通過推動渦輪等方式供能。反應(yīng)還會產(chǎn)生氫氣，燃燒后可以生成更多的能量。最終反應(yīng)的產(chǎn)物是水和氧化鎂，可以通過激光再次轉(zhuǎn)化回來。
當(dāng)然，這一工藝也并非十全十美，主要問題集中在太陽能收集器通常非常巨大，并且造價不菲。除此之外，太陽能產(chǎn)生的激光通常功率比較低。Yabe 博士采用的對策是使用較小的菲涅耳透鏡，這是一種透明、相對較薄的、由同心環(huán)棱鏡構(gòu)成的平面反光鏡。這種鏡子常被安裝在燈塔之上，用以放大光線。他的另一 個手段就是大幅提升激光材料——摻釹釔鋁石榴石的能量輸出。這種物質(zhì)普通情況下只能吸收入射光線中7%的能量，但涂上鉻之后這一數(shù)字會飆升至67%。
Yabe博士目前已經(jīng)和三菱公司展開合作，在日本千歲地區(qū)建立了一個示范工廠。這座工廠中的激光設(shè)備能夠產(chǎn)生80瓦的能量，足以分解出海水中 70%的鎂。據(jù)Yabe博士透露，當(dāng)激光能夠產(chǎn)生400瓦能量的時候，“鎂注射循環(huán)”就可以大范圍商用。這一幕有望在年底實現(xiàn)，“初始階段我們計劃每年用 300條激光射線生產(chǎn)50噸鎂。在此之后，我們或許可以考慮一個新的概念了，這就是‘鎂經(jīng)濟(jì)’”。
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