提高太阳能利用率

多米尼克:我一直在看一个关于一天有多长的报道在我们的星球上，地球上，当然，有一个非常明显的答案，我们都知道一天是24小时。但在更深层次和更基本的层面上，太阳每天都在升起和落下，因为我们的星球在旋转，一天的24小时是我们星球的自转周期。现在，如果地球以稳定的速度旋转，那么天的长度就会一直保持不变。但这是一个在太空中旋转的球，物体可以对行星施加旋转拉力，改变它旋转的速度。有很多不同的过程可以影响地球的自转，本周，利物浦大学的理查德·霍尔姆和他的同事在《自然》杂志上发表了一篇论文，他们试图通过观察过去40年地球自转的历史数据，来解开其中一些过程的谜团。

克里斯:我们说的是一天的长短有多大的不同?

多米尼克-我们说的最多是千分之一秒。

克里斯-那么，很长时间了。

多米尼克:嗯，它实际上是加起来的，所以在几年的时间里，它可以加起来是一秒，这就变成了你可以用时钟测量的东西。如果你观察太阳在天空中的位置，你可以开始注意到，如果你有一个非常好的望远镜，太阳稍微落后于它应该在的位置。

克里斯-那么，这些人预测或说会发生什么?

多米尼克:在不同的时间尺度上有各种各样的过程在进行。在很短的时间尺度上，有天气，有影响地球每天自转的洋流。在更长的时间尺度上，地球由不同的径向层组成。一个是液态地核，一个是固态地幔，它们以不同的速度旋转。当它们在它们之间传递旋转时，会影响地球外壳旋转的速度。在最长的时间尺度上，月球，地球在太空中的同伴，正在逐渐耗尽地球的旋转能量，这意味着在数千万年的时间里，白天会变得越来越长。

但真正令人着迷的是，在过去的40年里，地球在1969年、72年和78年三次突然改变了它的自转速度。这与地球磁场移动的时间完全一致。地球的磁场是由地核产生的，因此，他们预测这可能也是一种来自地球中心的现象。所以，他们认为，也许在地球中心的熔融物质中有一些固体物质，如果它们被上面的固体地幔捕获，那么当它被捕获时，就会在离地核很近的地方发生一场地震。这影响了地球的自转和磁场。所以，这可能就是导致地球自转的原因。

克里斯:那么，当你说有一个小插曲时，你到底是什么意思?

多米尼克-地球的磁场与自转轴紧密相连。如果你拿出一个指南针，它会指向靠近北极的地方，但它会偏移几度。如果你有一个非常灵敏的磁场测量设备，你就可以测量出磁场的强度。但不时地，这个领域在逐渐变化，有时它在方向或大小上显示出非常戏剧性的变化。这表明在地核中发生了一些事情，地核是磁场产生的地方。

Chris -所以，通过观察地球的自转，你慢慢地——我想——得到了这个磁场是如何产生的，以及在地球中心发生了什么。

多米尼克-是的。我的意思是，很明显，我们不能探索地球的中心，而磁场实际上是我们能测量的为数不多的从地球中心发出的东西之一。所以，这告诉了我们一些关于地球上我们不太了解的部分。

美国和中国的研究人员将姜黄色素姜黄素和药物沙利度胺结合在一起，创造出可以杀死多发性骨髓瘤细胞的混合化合物。

多发性骨髓瘤是第二常见的血癌，每年有20%的患者死于多发性骨髓瘤。沙利度胺(thalidomide)在上世纪50年代被禁止用于缓解孕妇孕吐，导致出生缺陷，但最近被重新发现并批准用于治疗多发性骨髓瘤。沙利度胺通过扰乱骨髓中肿瘤细胞的微环境起作用。然而，它在体内分解。姜黄素是一种来自普通香料姜黄的黄色色素，对包括骨髓瘤在内的癌症也有活性，但由于其水溶性差而受到限制。

美国弗吉尼亚联邦大学的张士军和他的同事们合成了结合了沙利度胺和姜黄素结构特征的化合物。张博士解释说:“与姜黄素、沙利度胺或两者的混合物相比，这种混合物的溶解度更高，对骨髓瘤细胞的毒性也更高，所以我们的设计思路正朝着正确的方向发展。”Zhang说，这些杂交体通过包括产生活性氧和细胞周期抑制在内的综合作用机制杀死骨髓瘤细胞。

来自美国贝塞斯达国家癌症研究所的威廉·道格拉斯·费格说:“混合化合物的优点是它们很稳定，不会像沙利度胺那样在体内降解。”费格对沙利度胺衍生物进行了大量的研究和临床试验。然而，根据他的经验，考虑进行进一步试验的化合物对骨髓瘤细胞的毒性应该更大。

与此同时，Zhang的一种杂交化合物在动物模型中显示出对抗骨髓瘤和前列腺癌的活性。

现在可以确定更好的二氧化碳储存地点。

在过去的几十年里，人们对可再生能源和绿色能源解决方案进行了更多的研究。

其中一个解决方案是碳捕获与封存(CCS)。

而不是处理多少C0₂我们正在生产，CCS是基于这样的想法，如果我们能阻止二氧化碳的排放₂从到达大气，它不会导致气候变化。

一种方法是将二氧化碳隔离在多孔岩石中，如白垩或砂岩。但有些地方比其他地方更能储存天然气。这项新研究一直试图了解是什么造就了一个好的CCS站点。

为了找到答案，布里斯托尔大学的一个研究小组研究了挪威、加拿大和阿尔及利亚的三个地点。尽管储存了相似数量的二氧化碳(每年大约100万吨天然气)，但它们的反应却各不相同。

利用精确到一毫米的卫星测量来监测运动，利用检波器来探测地震波，研究人员建立了地下深处发生的情况以及每个地点对气体注入的反应的图片。

通过在现场周围使用检波器阵列，其中一些放置在钻孔中;任何波的来源都可以被精确定位。

大量的地震活动表明大量的运动和能量。这种能量会导致裂缝，而根据裂缝的位置，被吸收的二氧化碳₂可以被释放。

挪威的Sleipner矿区原本是一个天然气产地，岩石中几乎没有断层的迹象，尽管这可能是因为它是一个非常大的地方，所以即使有一百万吨的CO₂由于每年都在添加，它的容量只有0.003%。因为这里曾经是储存天然气的地方，所以在应对天然气压力方面几乎没有什么问题。

其他地点的情况就不那么好了，加拿大的地点显示出大量的地震活动，岩石变形，在阿尔及利亚的地点，岩石区域被凸起或扭曲。

为了对二氧化碳排放产生显著影响，全球每年必须储存300亿吨CCS。如果我们能更好地理解是什么造就了一个好的网站，我们就能开始达到这个目标。

要使CCS真正发挥作用，气体需要在岩石中保存数千年。这需要非常稳定的岩石，在气体添加的压力下不会破裂。

所有这些地点都显示出一些地震活动，从无法感觉到的低沉隆隆声到当地的震颤。虽然没有记录到重大事故，但周围环境经历这些定期的震动当然是不明智的。每一次震动都有可能造成一条主要断层线，可能会释放出储存的气体。

这项研究将改进如何选择注气地点，并将导致更可靠的气体控制。

需要注意的是，这不是C0的最终解₂排放。这是一个有其局限性的权宜之计。一旦最好的CCS站点被填满，我们该怎么做呢?

克劳迪娅·埃夫斯塔西乌采访了该研究的作者，布里斯托尔大学的詹姆斯·弗登博士。James Verdon -碳捕获访谈

与多米尼克·福特一起出席的还有Repowering London和Repowering London联合创始人阿伽门农·奥特罗(Agamemnon Otero)布里克斯顿能源公司通过可再生能源农场向伦敦社区提供能源，这些农场由这些社区合作拥有。

多米尼克-阿伽门农，你说太阳能可以赋予这些社区力量。这到底是什么意思?

阿伽门农:那么，这就是人民的权力，人民的权力，人民的权力。我们的愿景是提供有关太阳能的培训和工作学徒，同时也要建立当地的领导能力和打样教育，能源转换信息。这就是鼓励行为改变的原因。因此，太阳能电池板只是一种机制，为未来20到25年提供财政收入流，使社区能够获得权力。

多米尼克:所以，在人们学习如何管理这样一个项目的过程中，它起到了相当重要的教育作用。据推测，这也有助于他们节省电费。

阿伽门农:是的，从这个角度来说，我想说伦敦乃至整个英国最脆弱的社区，为他们的能源支付了最高的费用。大约有600万人使用预付卡，他们每年要支付300到400英镑，比大多数人都多。我们直接与伦敦的低收入住房合作，这些项目为公共区域提供服务，降低服务费。

多米尼克-那么，这些钱是归拥有这些牢房的个人所有还是都归合作社所有?

合作社是一个整体的住房协会。例如，在兰贝斯，他们在公园庄园或拉夫堡公园公园的屋顶上，布里克斯顿山公共照明，电梯，社区中心，社区办公室，都是由能源供电。因此，整个庄园的能源账单减少了，这是由物业管理委员会通过的。

多米尼克-我想这是有不确定性的，因为如果你有一个美丽的阳光明媚的一周，就像我们上周在英国一样，那可能会产生大量的电力。但接下来的几个月里，整个英国都是潮湿的。

阿伽门农:是的，举个例子，今天，一个太阳能系统产生了280千瓦的电力，在这三个系统中，今天产生了750到800千瓦的电力足以提供180个家庭的用电量。在阳光明媚的日子里，它可以非常强大，产生的电量足以满足所有居住在我们有太阳能电池板的建筑物里的居民。但在魔多这样的日子里，它仍能产生一些能量。只有在天黑的时候，它才会停止产生。所以，即使在阴天，我们也在产生能量。我的意思是，去年我们所有系统的性能都比我们高25%，尽管那年夏天阴雨绵绵。

多米尼克:那么，你是如何选择合作的社区的?到目前为止，你建立了多少个合作社?

阿伽门农:合作社是建立在社区参与的基础上的，因此，当人们对可再生能源和拥有一个有弹性的社区充满热情时，他们不仅仅是在寻找一种赚钱的方式，而是在考虑减少二氧化碳排放、解决燃料短缺和创造就业机会时，我们被要求与他们合作。

来到我们这里的不同社区实际上是自愿来到我们这里的。它从我在布里克斯顿的房子外面开始，慢慢地从一个社区成员的口口相传到另一个社区成员。我认为这些项目需要记住的是，虽然它们没有直接减少个人的能源账单，但它们确实提供了财政收入，在未来20年里，每年20%的收入将回馈给社区。在那里，有能量转换和防风。防风可以减少40%的能源费用，在能源转换上，你也可以节省30%。因此，总的来说，可以节省高达70%的能源费用。

多米尼克:所以，我猜我的直觉是，环境问题往往是中产阶级的担忧，也许这些社区中的一些人处于燃料短缺状态，这不会是他们最关心的问题。但你似乎在说，这些社区实际上是来找你帮忙的。

阿伽门农:你能在玻璃塔上想到这些东西，却没有成功，这真是太神奇了。但整个合作的过程是一个迭代的过程，因为每个人都必须走到一起，说，“这是我们相信的东西。这是我们想要的。”要有一些东西，他们必须有一个愿景，这是一个在整个过程中发生的范围界定练习，我们有能源调查来找出，社区的需求是什么。通过这种方式，他们来找我们说，这就是我们想要做的，这对年轻人来说是一个很大的推动力，特别是在布里克斯顿，第一个项目在那里，随着骚乱的发生，人们真的很担心，“蒙面青年”在社会上犯下了所有这些坏事。而实际上，有些年轻人非常聪明，想成为社会的一部分，他们已经参与了实习过程。

我们有一个为期15周的实习过程，然后他们会在屋顶上与承包商一起工作，安装太阳能电池板。所以，这让一些最了不起的社区活动家——那些已经工作了30、40年的人说:“来吧，请和我们的年轻人一起工作。让我们试着一起创建一个系统，共同生产一些东西，不仅可以吸引年轻人，那些失业的中年人，可能在电气工程领域工作，而且还可以吸引脆弱的老年人，关于如何能够使用我们的锅炉系统并减少我们的能源消耗。”

多米尼克-你给他们这个机会真是太好了。很快地问一下，你是否打算建立更多这样的合作社，有没有什么地方可以让人们了解更多?

阿伽门农-是的，我们有很多项目在筹备中，但现在，我们有第三个项目，在Roupell Park Estate，它正在开放投资。你得到50%的退税，还有4%的回报，你知道，它通过工作学徒和带薪工作经验参与并赋予社区权力。所以，是的，如果人们想投资，请访问repoweringlondon.org。uk，这是一个非营利组织，他们可以成为下一个合作社的一部分

我们如何使我们现有的太阳能电池板技术更高效?克里斯·史密斯采访了新奥尔良杜兰大学正在发展的道格·克里西叫做磁流体动力太阳能电池板。听起来有点拗口，但让我们来看看它是如何工作的。

道格:磁流体动力发电机与光伏发电有很大的不同。在光伏发电中，你将太阳辐射光谱中的一小部分直接转化为固态的电能，通常你可以获得20%的效率。通过磁流体动力发电，我们想把太阳辐射集中到高温，产生等离子体。等离子体将通过磁场磁场将正电荷和负电荷分开，我们可以得到60%的效率。

克里斯:哇!真是令人印象深刻。所以，我们能看看这是怎么回事吗?你提到过有光伏电池，你说过当光子击中它们时，它们会导致电荷分离。你的做法略有不同。你加热一些东西来产生等离子体，那里有带电粒子。首先，加热什么来产生等离子体?

道格:我们加热一个通道，里面有气体，像铯这样的物质很容易电离，然后我们把热气体通过一个膨胀喷嘴，通过磁场，然后我们就可以产生等离子体，把正电荷和负电荷分开。

克里斯-所以，当气体通过喷嘴时，就会有正电荷和负电荷因为正电荷和负电荷对磁场很敏感。他们可以被引导到一个方向或另一个方向。意思是，你可以把它们推到一个导体上这个导体变成负的另一个导体变成正的然后你就得到了电荷和电位差的积累。

道格:没错。

克里斯:那么，这实际上是如何部署的呢?你如何让光进入那个通道，你能制造多少能量?

道格:嗯，你能产生的能量取决于你在这个通道上吸收和聚焦了多少辐射。所以，对你的问题的直接回答是，它的可扩展性很强。它可以是小尺寸的，也可以是大尺寸的。我们设想一种小到可以装进集装箱的东西，比如集装箱船。这是相当大的。但是，它仍然可以很容易地部署到不同的地方，比如自然灾害或战区，或发展中国家。所以，这是一种立刻获得能量的好方法。顺便说一下，一旦太阳下山，光伏发电停止工作，我们可以利用这个通道加热，我们的效率不会那么高，但我们仍然会发电。但正是60%的效率让这项技术非常令人兴奋。

克里斯-要真正构建一个这样的阵列，然后你可以生产一个大阵列，为环境或工厂或类似的地方提供电力，这有多容易?

作为一个在实验室工作的科学家，只是在实验室和实际应用之间进行工程设计。所以，我想说这很简单，但这项技术已经存在一段时间了，我们所做的只是有点不同。我们正在努力提高效率，实际上通过使用超导磁体达到最大效率，高温超导体被困住了磁场，因此，达到非常非常高的总磁场，大约是17特斯拉。所以，这样做的时候，我们想把这些磁铁放在非常非常热的等离子体附近，本质上，液氮的温度就在太阳一半热的东西旁边。

克里斯:这是一个相当大的工程挑战，不是吗?那么，你如何做到这一点，让非常非常热的东西停止，让非常非常冷的东西变得非常非常热呢?

Doug -首先，我们使用的材料必须是特殊的，这是非常困难的。这是一个真正的功能堆叠，就需要耐火材料，如陶瓷作为绝缘体而言，但也需要由铂等材料制成的电极，这些材料可以在高温下存活。但是，为了让极冷的东西挨着极热的东西，我们需要有很多特殊的热隔离，为了做到这一点，我们使用了一些目前用于电子产品的技术，比如微通道冷却。如果你把材料的通道做得非常小，它们就有很高的表面，然后可以吸收任何热量，然后带走，这样就不会使磁铁变热。加热磁铁是很久以前用这种方法发现的。如果你加热一块传统的磁铁，它也会破坏磁场。

克里斯-如果你把铯放在很高的温度下，那没有风险吗?

道格:这是一种危险的材料，没错，所以我不会低估这一点，但这是一个封闭的循环系统。如果它破裂了，暴露在外，它很可能会迅速反应，变成氧化物，变得无害。

Chris -成本是多少因为很明显，驱动整个市场并决定人们是否会使用它的因素之一就是成本?目前这一代的光伏发电非常昂贵，而且很重。这个设备比较起来怎么样?

道格-我只是不打算给它一个数字。我想说的是，除了可扩展的部分，这种方法基本上应该永远持续下去。光伏发电持续的时间比我们想象的要长得多。比方说，20年或以上，这就很好了。因此，这将持续更长时间，但将是有利的，因为60%的效率。因此，无论最终成本是多少，它都会在很长的寿命期内摊销，从而提高效率。

克里斯:另一个优势是，光伏发电越来越多地使用非常稀有的材料，因此，非常昂贵的材料最终，我们不会有那么多的材料或者我们使用的材料但是如果你使用的是相对简单的东西，比如铯，那么实际上，你就不会面临同样的挑战?

道格:完全正确，这是当今许多高科技材料面临的挑战，无论是热电、光伏还是其他什么。我们必须开始考虑我们将如何使用它，如何回收它，以及这会增加多少成本。这是一个非常好的观点。

克里斯:我敢问你，你认为你什么时候能克服你目前正在努力克服的各种困难?

Doug -有了足够的资金，我们希望能听到更多关于它的消息。比如说，在3到5年内听到更多关于它的消息，但看到它很容易部署，我不认为它会在5到10年内出现。

这是一个有趣的问题。你必须非常小心措辞，因为关联和因果关系是有区别的。过敏会导致心脏病吗?还是两者同时发生?目前，我们还不能说。有一个研究是由一个叫Jongoh Kim的人做的。他在费城的阿尔伯特·爱因斯坦医学中心，他所做的是查看一些为营养研究收集的数据，他们询问人们是否有过敏和鼻炎——这意味着流鼻涕，眼睛发痒。他们还研究了人们是否患有心血管疾病，但他们并没有真正研究这两者之间的关系，这就是他所做的。事实证明，那些有过敏症状的人，比如花粉热或喘息，都有2Ã?患心脏病的几率是常人的半倍。现在，这可能表明两者之间存在联系;它并没有告诉我们过敏会导致心脏病。 But it might be linked by inflammation because we know that heart disease is an inflammatory condition of arteries and we also know that diseases or conditions that increase the overall inflammation in the body accelerate cardiovascular disease. Gum disease is strongly linked as a risk factor for heart disease, probably because if you have inflammation going on in your gums, you secrete into the bloodstream various inflammatory stimuli and inflammatory mediators, and this triggers the process of inflammation in the walls of arteries and accelerates arterial disease. It may be that the periodic inflammatory bursts you get with things like wheezing, asthma, hay fever, also increase the general inflammatory tone in your body. And therefore, if there is atherosclerosis - arterial damage - going on, this is going to accelerate a bit in people with those symptoms who also have a risk of heart disease; therefore, you see that association. But, it's one study and no one has yet got quite to the bottom of it. Dominic - I guess it's very difficult to distinguish causation from correlation.

克里斯:嗯，完全正确。这是一个协会。首先，要证明因果关系，你必须证明存在剂量依赖效应。所以，你必须证明过敏更严重的人有更严重的心脏病，我认为这并不容易做到。