麻省理工学院??前沿科技及创新:满足未来能源及气候变化的未来技术

IHS副主席及剑桥能源周主席丹尼尔•耶金主持了此次讨论。该座谈会主要讨论了麻省理工学院(MIT)在美国能源行业科技创新领域扮演的重要角色。讨论集中在技术领域,包括材料设计,二氧化碳转换为有价值的燃料,生物合成,以及超低成本电子存储。

麻省理工学院能源倡议(MITEI)主席罗伯特•阿姆斯特朗以及雪佛龙化学工程教授探讨了麻省理工学院的能源研究发展现状。罗伯特•阿姆斯特朗表示,麻省理工学院一向与能源领域的企业、政府及学术研究保持着密切的互动。阿姆斯特朗博士表示,MITEI与超过300名跨学科的大学教学人员以及超过1000名完成了1000余能源项目的学生保持着联系。此外,MITEI拥有跨校园的知识和人才生态系统,MITEI关注的人才涵盖8个关键的领域:太阳能、储存、能源材料、碳捕捉、核裂变、能源生物科学以及电力系统。

麻省理工学院材料科学与工程教授杰弗里·格罗斯曼在讨论能源行业未来挑战时表达了常见规模的材料设计在其中的重要性。他说,能源产业与IT业不同,能源行业面临的挑战有:将能源从一种形式转化为另一种,并加以储存,这一挑战可以通过材料设计来解决。他举了几个例子来说明材料的重要性。首先,在太阳能电池设计中,太阳能电池必须吸收光源并以电的形式输出。将太阳能电池材料从石墨转化为纳米材料就是一个创新的巨大提升。其次,他发现,对太阳能最简单利用就是将其作为热能,但热能有一个问题是——即刻流失。他表示,利用太阳能化学材料,并将其融进石墨烯中就可以解决这一问题。

麻省理工学院化学系助理教授于伽•达斯古普塔在讨论中谈到,二氧化碳可以转化为有价值的燃料。他说:“二氧化碳为能源领域提供了巨大的机会。”燃烧燃料可以提供能量,但是扭转这一“自然方程式”将关闭人为的碳循环。他谈到了电化学过程,这一过程结合了电用电量和化学过程并把二氧化碳转化为不同的产品。他同时谈到了二氧化碳利用的两步式系统:一是二氧化碳捕捉和集中,其次是将二氧化碳转换燃料产品。

麻省理工学院副教授,克里斯塔拉•琼斯•普莱瑟发言的核心为充分利用生物学的合成力量。她表示,目前原油被用作一个转化为石油化学品与燃料的原料,但她更关注怎样将生物质转化为生物燃料和生物药剂。她表示,她相信接受自然给予的过程以及构造分子将带给能源产业巨大益处。她举例说明了10种基因如何被8种不同的生物体利用来制造燃料产品。

麻省理工学院材料科学与工程教授蒋业明谈论的话题是关于超低成本电子存储。他表示,美国能源部能源储存数据显示,电网存储以及锂电池运用正在不断增长和扩大。他称,水硫阳极可再充电池的能耗损失在0.50美元/千瓦时以下。他称,来自油砂沥青中的每400万立方米硫磺可为锂硫电池提供16万亿瓦时电量,这足够支持谷歌4年的电力消耗。他补充称,硫磺是一种制造低成本电荷的已知材料。

耶金教授通过接收听众的问题总结了小组讨论。当被问及跨学科工作的好处时,格罗斯曼博士表示,教师、学生、员工以及行业之间是不存在壁垒的。能源行业面临的问题相当复杂,不是某一单一学科便能解决的。达斯古普塔教授称,能源业有必要做一个“现实核查”,看看哪些方案是可行的。小组讨论成员一致同意可伸缩性、高效生产和低成本是这些创新商业所需要的。