“玻璃”能发电?
创造性地改变了太阳能电池板
如果告诉你,一块“玻璃”能发电,听起来是不是有点匪夷所思?
西湖大学工学院特聘研究员柳佃义的团队,展示了一片他们研发制作的近乎完全透明的“玻璃”,而这其实是一块太阳能电池板。
以往,在人们的印象中,太阳能电池板都是黑的,一排排铺在房顶或地面。这在人口密集的大都市里,就比较难应用——因为占地方。科学家们动了很多脑筋,想到一种方法,把太阳能电池板和窗玻璃结合。城市很多摩天大楼都采用玻璃幕墙,要把电池板和玻璃结合,透光性必须越高越好。
电池有不同的功能层,再加上下两个电极,每层材料都要尽可能地透光。柳佃义团队不断把这块电池做得薄、透,同时还要提升光电转换的效率。
以前,电池板使用的是硅基材料,吸收全光谱,所以看起来是黑色的。现在,柳佃义实验室采用了一种新型的有机半导体材料,可以选择性地吸收近红外光,透过光谱中大部分可见光。制作电池时,就像刷水粉颜料一样,把电池的功能涂层刷上去。这个过程里,他们陆续解决了很多“拦路虎”,比如不能有灰颗粒、制膜要均匀等。
柳佃义团队研发的这块“玻璃”,透光率达到70%,光电转换效率也大幅提升,这个透明度和效率都是世界第一。去年,团队成立了西湖光电科技(杭州)有限公司,专注于透明太阳能电池器件的开发和推广。
实验室里的技术,到了应用阶段,往往会面临很多现实问题:成本如何,能不能量产,有没有市场竞争力?经过调研和数据梳理,柳佃义团队的透明太阳能电池成本,比传统太阳能电池稍高一些,不过,团队正在努力研究,把成本降得再低一些。
生物合成大豆来养猪
减少依赖,节约耕地
民以食为天,中国很多俗语都和吃有关。上世纪60年代,说喝西北风,意思是挨饿,但是现在,空气都能造食物了!这个用二氧化碳人工合成淀粉的研究,被称为“凭空造面包”。
西湖大学工学院特聘研究员张科春,先用这个例子说明——合成生物学的时代到了。
粮食安全是大问题,张科春团队把目光投向农田里的大豆。
研究大豆,是因为大豆在人们的生活里是不可或缺的,大豆做成豆油;大豆饲料喂养猪,成为人们餐桌上的猪肉;大豆饲养的奶牛,产出牛奶……如此重要,中国的大豆却有90%依赖进口。
大豆里有丰富的蛋白质,而蛋白质就由氨基酸组成,张科春团队执着研究氨基酸已有多年。张科春团队能通过合成生物的新手段来降低成本,提高效率。比如用玉米等原料合成养猪必需的营养物质,可以100%替代豆粕(猪饲料),实现无豆养猪,减少大豆进口约4000万吨 ,相当于节省3亿亩原本种大豆的土地。
现在,这项技术已经走出实验室,走进了全国最大的生猪养殖公司,双方正在进行深度合作。
生物的应用不只在养猪,而是渗透在生活各方面,比如秋天里喝第一杯奶茶用的那根吸管。
塑料吸管很难降解,因为塑料是从石油里提取的聚乙烯。张科春研究的新型生物降解材料,不仅能制成吸管,使用感和以往一样,最关键的是,生物材料降解性好、口感好,还无微塑料污染,现在正在推广使用。