主题：[建议]这里水深，看看哪些大虾可以对以下系列进行科普 -- PUMPKINS

1、燃料电池

2、太阳等其他新能源

3、纳米材料

还共产主义呢，您这共产可符合热力学第一定理？能量要守恒，不过如果有CHEAP WAY 分解H2O的话，环境可真是得益不少

主要是要cheap，我对解决能源问题还是很乐观的，只要太阳还在照我们，地球就源源不断的接收能量，这些能量总能以这样那样的方式被储存利用，更何况我们已经掌握了从E=mc2里面榨取巨大能量的手段。

我比较担心的是材料，也许是因为比较缺乏相关知识的原因。矿产总会用完，垃圾虽然在回收利用，但是浪费还是不可避免的。当各种元素在矿物里的有序积累被人类活动变成了在地表的无序分布之后，我们拿什么做各种特殊的材料？生物工程制造可再生可降解的材料可以取代一部分，但是对于那些各项指标有非常要求的材料，生物材料由于所含元素的限制，能否胜任是一个问题。到了那时候，我担心一些当代人可以享受的生活方式就要变得不可能了。哪位搞材料的牛人给讲讲这方面的前景？

燃料電池的發電藉由外界輸入的燃料 ( Fuels ) 為能量源，使其能持續產生電力，不須二次電池所需的充放電程序。以往燃料電池的研究著重於大型的發電機組，少部份則是關於小型攜帶式電源，近期才開始用以替代電池的應用。

　　以往燃料電池的研發工作集中於磷酸型 ( PAFC，phosphate fuel cell )、熔融碳酸鹽型 ( MCFC，melt carbonate fuel cell ) 與固態氧化物型 ( SOFC，solid oxide fuel cell ) 等，但近來質子交換膜型 ( PEMFC，proton exchange membrane fuel cell ) 已廣被重視而成重點開發技術之一。由於 PEMFC 使用濕潤化 Nafion 型高分子膜作為電解質層，因此操作溫度必須控制在 100 ℃ 以下，此種低溫條件使電極中的白金觸媒對 CO 的抵抗力減弱，造成燃料氣體中的 CO 濃度需要嚴格的限制。然而 Nafion 膜的質子傳輸效率極佳，因而可提高反應使用的電流密度，再加上低溫與非腐蝕性的特性，使得此種電池具有重量輕、體積小、啟動快與機組材料選擇性大等各項優點。

　　也因為前述的各特性，PEMFC 目前正積極應用於車輛動力系統、現場型發電機組與小型攜帶式電力裝置上。前兩種應用，因需考慮燃料處理設備導致系統較為複雜，且須與造價較低的傳統技術競爭，故短期內尚無法商業化。但在小型攜帶電力方面，如筆記型電腦、無線電話、攝錄影機等大多採用高價值的鎳氫或鋰電池的部分，PEMFC 則有機會與之競爭。

　　燃料電池是藉由電池內發生燃料燃燒反應而將化學能轉換為電能的裝置，負極除作為燃料與電解質的共同介面，並對燃料的氧化反應作催化；而正極則為氧氣與電解質的共同介面，亦對氧的還原作催化。燃料電池因電解質不同而有不同的名稱，有磷酸型 ( PAFC，phosphate fuel cell )、熔融碳酸鹽型 ( MCFC，melt carbonate fuel cell ) 與固態氧化物型 ( SOFC，solid oxide fuel cell ) 與質子交換膜型 ( PEMFC，proton exchange membrane fuel cell )等。

　　對於以氫氧作燃料的燃料電池反應示意圖如〔 圖一 〕所示，而其於鹼性溶液中的電極反應為：

正極 1/2O2 + H2O + e- -------> 2OH-

負極 H2 + 2OH- -------> 2H2O + e-

全反應 1/2O2 + H2 -------> H2O

　　上述反應僅為氫氧燃料電池的反應式，對所採取的不同燃料反應亦將有所改變。而為加速電極反應，電極中通常會加入催化劑如鉑，但鉑在 150℃ 時會被 CO 所毒化而失去催化的效果，因此多加入銠或銥於鉑之中。一般而言，對氧氣最佳的催化劑為少量含金或銀的鉑鈀混合物。此外，燃料電池將化學能轉化為電能的效率相當高，約為60%~90%之間。

〔 圖一 〕以氫氧作燃料的燃料電池反應示意圖

　　在燃料的部分，氫的儲存上通常是以壓縮氣體存於氫氣桶中，而氧則可取自大氣或一樣由鋼桶中的壓縮氧氣提供；但若所採取的是液態燃料，則另需以適當容器盛裝。

　　在電極與電池的組成部分，在此以質子交換膜型 ( PEMFC ) 氫氧燃料電池的結構來說明，如〔 圖二 〕。在上下兩壓板上分別有氧氣與氫氣的進出口，透過流場板的導引使之進行反應；圖中的 MEA ( Membrane Electrode Assembly ) 即為質子交換膜，並加入墊片以防止漏氣。

〔 圖二 〕質子交換膜型 ( PEMFC ) 氫氧燃料電池的結構

　　燃料電池的應用目前受限於其體積，多用於發電機組上，或亦有用於太空船的部分，〔 圖三 〕為燃料電池部分應用領域示意圖。

〔 圖三 〕燃料電池部分應用領域

　　目前的趨勢著重於電動車的應用上，並且已有採用燃料電池發電的電動車出現；以及透過小型化的技術將之運用於一般消費型電子產品。可以預期的是，在技術的進步下，未來小型化的燃料電池將可用以取代現有的鋰電池或鎳氫電池等高價值產品，作為用於筆記型電腦、無線電電話、錄影機、照相機等攜帶型資訊、通訊與電子產品的電源。\r

　　因為目前使用筆記型電腦的最大不便處多是所用電池的使用時間不足，及充電時間太長這兩點。而燃料電池因為不需充電 ( 僅需補充燃料 )，以及具有較長的使用時間的優勢下，若能再克服一些技術上的瓶頸則將可與現有的二次電池競爭市場。

呵呵，不知道有没有机会写。

其中还要加进生物技术...

限制还是太多，单就土地占用来说，验证制约了它的发展，还有就是稳定性的问题，如果能解决这些问题，风能还真是很不错，CLEAN AND INEXHAUSTED

如果把发电的涡轮放到平流层去发电是不是有可能呢？那里的风能很多的说，但是这样会不会对地球的生态造成破坏呢。

又或者放到空间去，接受太阳风？

大虾们一定要讨论一下

因为地球上很多地方一分钱不值，关键是找到这些地方，还要求这些地方有风能的开发价值。目前国内的几个集团正疯狂的跑马圈地呢。说到占地方，火电也占，水电更占。在值钱的地方开发，那就...今年国内的二个比较轰动的事情，大家都知道，死了些人，俺就不说了。

至于稳定性，目前丹麦全国20%的电能已经靠风了，应该说比以前已经好多了。丹麦，德国，西班牙是目前世界上开发风能比较先进的国家。

放到平流层是美国还是澳大利亚的某个小组提出的，但20年内不会成为现实。

太阳风？这个从没听过有谁设想过。

生态问题，确实有人在担心，说搞那么多大风车，风中的能量都被人类弄走了怎么办？其实这是一种误会，风的能量来自于太阳，真正能被开发的风能只有1%都不到，人类真有本事把风能的1%开发出来，已经够谢天谢地了。对生态的影响主要是一对候鸟，二对环境造成目污染。

只不是根据风能这个词瞎掰而已，其实太阳风是太阳散发出来的高能高速粒子。如果在地外（尤其是靠近太阳的地方）放一个类似与SOLAR CELL的组件将能量吸收下来，之后将能量通过MIRCROWAVE的形式发送回来，整个地球的能源需求将不再是问题，但关键是1，目前的还没能找到一个如何转发高能粒子能量的有效方式。2，在空间中放一个类似于行星的东西目前还没法做到；3，对整个太阳系的影响现在没法估量。

地面的风能，目前推广的最大问题是经济性不强。第一要占用很多土地，在中国，地块可是地方政府的财源，除非那些地块确实是不毛之地，要不然想免费行政划拨基本不可能。2。建造成本太高。3。维护成本太高。

整体来说风能在国内如果没有得到政策的优惠，在国内想全面推广的可能性不大。

我记得美国有个风力发电的项目是用了二十年才收回成本的，你能指望中国平均寿命不到2年的民间企业去投资这个？那些任期不超过七八年的官员也不会有这个爱好的。所以么，国内还是等着把水电开发的七七八八再说别的