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英国斯旺西大学开发新材料
通过太阳能清除水污染物
2017年6月29日,英国斯旺西大学能源安全研究所(ESRI)的科学家开发了一种新型复合材料,可作为降解对环境有害的合成染料污染物的催化剂使用,这些污染物每年以近30万吨的速度释放到环境中。
▲氮化钽纳米颗粒粉末(左)
氧化钨纳米线粉末(中)
氮化钽/氧化钨复合材料粉末(右)
这种新型无毒光催化材料有效地从水中除去染料污染物,可吸收90%以上的染料,并通过可见光将染料分解速率提高近10倍。
将密封容器内的反应混合物在高压下加热,通过在氮化钽的微小颗粒表面生长超薄氧化钨纳米线来制备复合材料。由于两种材料尺寸都非常小,所以其组成的复合材料为染色捕捉提供了巨大的表面积。
在“光催化降解”过程中,材料继续使用由阳光提供的能量将染料分解成更小的无害分子。除去有害染料后,催化剂可以简单地从清洁的水中过滤并重复使用。
虽然染料的光催化降解已经被研究了几十年,但是直到近些年,研究人员才开发了能够吸收太阳能光谱可见光部分的材料,其他材料如二氧化钛等也能够使用太阳能,但其效率受到限制,仅能吸收更高的能量,如紫外线。通过利用更广泛的光谱范围,斯旺西大学能源安全研究所的研究团队开发的材料能够以更优异的速度去除污染物。
研究中使用的两种材料近年来都引起了广泛的兴趣。氧化钨具有高导电性、化学稳定性和表面活性,因此在一系列光催化应用中都极具前景。作为低带隙半导体,氮化钽能够吸收几乎整个可见光谱,因此可从太阳光中提取大量的能量为降解过程提供动力。
然而,两种材料的真正潜力只有组合成单一复合材料后才能实现。由于两种材料之间的电子交换,研究中使用的测试染料被复合材料分解的速率几乎是单独使用氮化钽的两倍,而单独使用氧化钨则无法降解染料。其他先进的光催化材料中许多都对人体和水生生物有毒,但是这种新开发的复合材料的两个部分都被归类为无害材料。
Daniel Jones 博士表示:“现在我们已经论证了我们开发的复合材料的性能,我们的目标不仅在于进一步改进材料,还在于规模化复合材料以适应实际应用。此外,我们还探索这种复合材料在其他领域的可行性,例如光催化分解水制氢。”
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英国杜伦大学能源研究所正在探索
地热资源的应用潜力
2017年7月4日,英国杜伦大学(Durham University)官网公布消息称能源研究所(Durham Energy Institute,DEI)正在探索地热资源的应用潜力。研发人员正在开发如何利用地热资源来提供低碳、清洁、连续的能源供应。
▲地热应用系统
地热源分布广泛,全球大部分地区都有地热资源。随着能源价格的上涨,人们对能源安全问题的担忧也日益加剧,在勘探、钻井以及能源转换等领域开展了一系列新技术的研发工作。世界能源理事会预测全球电力需求的8%以上都可以由地热资源提供,可以满足全球17%左右人口的需求。
研发人员表示下一步的研究方向是解决社会和技术领域的需求。社会方面提高认识至关重要。尤其是在考虑低碳热源时,社会对新技术缺乏认识以及对风险的厌恶态度是需要解决的关键挑战。除了对潜在资源进行范围划分以外,该研究还包括对当地人进行调查,以衡量兴趣和理解水平。这些定性数据是未来研究的一部分。技术研究方面,杜伦大学能源研究所将会持续改进电力和热转换系统,目的是进行钻探测试,证明地热的应用潜力。此外,矿井热水系统可能需要更高的前期资金,但是除了减少碳排放和改善能源安全之外,还会带来长期的成本节约。
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德国弗劳恩霍夫协会产业工程研究所
创立第八个技术联盟——复合创新研究技术联盟
2017年7月3日,作为德国四大国家科研机构之一的弗劳恩霍夫协会产业工程研究所(以下简称“弗劳恩霍夫协会”)宣布创立第八个技术联盟——复合创新研究技术联盟。
弗劳恩霍夫协会是德国也是欧洲最大的应用科学研究机构,为全球的工业企业、服务性企业以及政府机构和国防安全等提供合同科研服务,此外也提供信息服务等。目前,弗劳恩霍夫协会下属有69家研究所及独立研究机构,分布于德国各地,在全球范围内共拥有80多家机构。这些机构按照技术和业务不同结成不同类型的联盟,专业攻坚相关领域的研究和发展,推动社会进步。
新技术对社会经济发展至关重要。随着技术不断发展,其组成结构和涵盖领域也处于不断变化中,因此需从经济、社会、政治和文化的角度,积极塑造在早期阶段对社会和经济的长期影响。凭借自身的创新研究网络,弗劳恩霍夫协会加强其在研究、技术和工业、政治和社会创新政策对话中的积极作用。通过这种方式,进一步扩大其在德国创新的领导者地位。
▲新技术联盟虚拟中心总部设在位于
斯图加特的弗劳恩霍夫劳动经济和组织研究所(IAO)
新的复合创新研究技术联盟于2017年7月1日正式启动,初始成员包括四个研究机构,拥有500多名员工,这四个机构分别是位于斯图加特地区的弗劳恩霍夫劳动经济和组织研究所(IAO)、位于莱比锡地区的弗劳恩霍夫国际管理与知识经济学中心(IMW)、位于奥伊斯基兴地区的弗劳恩霍夫自然科学技术趋势分析研究所(INT)以及位于卡尔斯鲁厄地区的卡尔斯鲁厄系统和创新研究所(ISI)。
新的复合创新研究技术联盟虚拟中心总部设在弗劳恩霍夫劳动经济和组织研究所(IAO),技术联盟主席由IAO所长Wilhelm Bauer教授担任。
弗劳恩霍夫协会其他的七大技术联盟分别是光和表面技术联盟、信息和通讯技术联盟、生命科学技术联盟、微电子技术联盟、生产和制造技术联盟、国防和安全技术联盟、材料和组件技术联盟。
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