【菜科解读】
我们能不能把海水变成燃料呢?答案当然是肯定的,要知道水分子是两个氢原子和一个氧原子结合而成,所以如果我们能够想办法分解海水中的水分子,就可以得到氢气和氧气,而氢气就是一种优质的燃料。
其实早在200多年前,人们就成功地实现了利用直流电将水分解氢气和氧气。
但问题是,如果将电解水得到的氢气作为燃料来使用,那是相当不划算的。
从能量转化的角度来讲,电解水的过程,其实就是将电能转化成了化学能,在此过程中,会不可避免地出现大量的能量损耗,这样就会造成我们最终得到的化学能,远远低于最初输入的电能。
退一万步讲,就算我们能够做到百分之百的能量转化,那根据能量守恒定律,也只能做到输入了多少电能,就得到多少化学能,这相当于是转化了个寂寞,与其费这个劲,还不如直接使用电能。
所以在过去的很长一段时间里,把水变成燃料都被认为是不可能的事情,但或许你不知道的是,随着科技的进步,科学家正在将不可能变成现实,怎么做到的呢?简单来讲就是利用风能。
在我们地球上,风可以说是无处不在,所以我们早就已经开始利用风能来发电,但风能却是"靠天吃饭"的,它有时候特别多,有时候又特别少,甚至根本就没有,这就导致了利用风能发出的电无法形成稳定的电能传输,另一方面来讲,以我们目前的电能储存技术,也无法有效地将风能发出的电大量地储存起来,如此一来,风能发电就存在着巨大的浪费。
所以一个合理的思路就是,如果我们能够将利用风能发出的电用来电解水,那就可以做到发了多少电就电解多少水,尽管在这个过程中依然存在着能量损耗问题,但这完全是可以接受的,毕竟这种方式使用的能量,是那些原本可能会白白浪费掉的风能。
为了避免水中的杂质带来的干扰,在电解水的时候,通常都会使用淡水,最好是纯净水,但这样做会使得电解水的成本大幅提高。
正如我们所知,广袤的海洋是地球的一大特色,所以最实用的办法就是,在海面上利用风能发出的电来直接将海水电解。
虽然这存在着很多难题,比如说海水的腐蚀性会损坏电解设备和管道、海水中含有大量离子、微生物和悬浮颗粒等杂质,这会对制取氢气的进程产生各式各样的干扰等等,但经过科学家们的不懈努力,这些难题正在不断地被解决。
现在,有一个好消息传来,2023年6月2日,经过中国工程院专家组的现场考察后确认,由东方电气集团与深圳大学/四川大学谢和平院士团队联合开展的海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术海上中试获得成功。
此次海试是世界上首次在海上直接进行的大型海水原位直接制氢试验,于2023年5月中下旬在福建兴化湾海上风电场开展,使用的是"东福一号",这是世界上首套与可再生能源相结合的漂浮式海上制氢平台,由东方电气集团与谢和平院士团队联合研制。
"东福一号"相当于一套飘浮在海面上的、利用风能的大型海水直接制氢设备,通过将蒸汽压差、分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应巧妙结合起来,彻底隔绝了海水中的离子、微生物和悬浮颗粒等杂质,进而利用风能发出的电实现了无副反应、无淡化过程、无额外能耗、可持续的高效海水原位直接电解制氢,与一般的先将海水淡化,然后再将其电解相比,明显具备巨大的优势。
在经过大风、海浪、暴风雨等复杂的海上环境的考验之后,"东福一号"持续稳定地运行了240个小时之久,这标志着此次海试是非常成功的,也向全世界展示了我国在海上可再生能源制氢领域的创新能力和领先地位。
而这也意味着,在不远的未来,我们可以通过海上风电技术,以很低的成本源源不断地从地球上异常丰富的海水资源中直到获取到氢燃料,不得不说,这实在是一件令人期待的事,你觉得呢?
理解微生物组在抵抗应激和疾病中的作用,有助于更准确地评估这些动物的抗病机制及危险病原体由动物向人类传播的风险。
蝙蝠DNA免受损伤机制 俄罗斯科学家参与的一项国际研究表明,蝙蝠冬眠期间,其肠道菌群能比清醒时更活跃地产生保护宿主DNA免受损伤的物质。
研究数据将有助于更好地理解作为某些病毒携带者的蝙蝠如何在其非活跃生命期仍能保持免疫力及其自身微生物在其中扮演的角色。
蝙蝠体内病毒的多样性与其飞行能力、比其他类似体型哺乳动物更长的寿命和群居习性有关。
同时,蝙蝠本身通常不会感染,只是将病毒传播给可能对病原体敏感并患病的其他物种。
俄罗斯顿河国立技术大学(顿河畔罗斯托夫)的科学家发现,Nyctalus noctula(褐山蝠)肠道中的细菌会根据季节和宿主状态不同,分泌有不同特性的生物活性物质。
科学家从深度冬眠期和活跃期的蝙蝠肠道中分离出细菌,随后对其代谢物的生物活性进行评估。
项目负责人、生物学博士、顿河国立技术大学生命系统研究所所长叶尔马科夫(Aleksey Ermakov)教授说:“来自冬眠蝙蝠肠道的细菌更积极地产生保护DNA链免受断裂等损伤的物质。
这意味着冬眠条件下,微生物帮动物细胞避免遗传物质受损。
最有效的‘保护者’是弗氏柠檬酸杆菌和格氏乳球菌。
” 此外,蝙蝠冬眠和清醒时,肠道微生物分泌的氧化损伤细胞物质与抗氧化保护物质总量基本持平,表明其细胞的这种损伤与季节无关。
了解微生物群影响蝙蝠的抗应激能力的机理,有助于更深入地理解蝙蝠的抗病机制,更准确地评估动物传人疾病的传播风险。
初步研究阶段 接下来,科学家计划更深入地研究“宿主-微生物群”的相互关系及肠道微生物如何在蝙蝠的不同生理阶段影响其免疫系统工作。
项目执行人、哲学博士、顿河国立技术大学研究员波波夫(Igor Popov)说:“研究数据可以为城市生态系统(即蝙蝠与人和家畜接触最频繁的地方)的生物安全提供更周密保障措施的科学基础。
顿河国立技术大学的蝙蝠康复中心致力于保护蝙蝠种群、观察蝙蝠,并进行实验室免疫生物学分析,可以成为微生物学、免疫学和城市生态学综合研究的关键平台。
” 俄罗斯皮罗戈夫国立医科大学老年病科研临床中心衰老研究所研究员、医学副博士博尔科夫(Mikhail Bolkov)说:“哺乳动物抗病毒机制非常相似,但蝙蝠具有特殊性,其干扰素水平与体温长期偏高,相当于持续处于‘抗病毒值班状态’。
同时,后续炎症级联反应——对受损细胞和DNA的反应、感染性炎症,在其体内受到抑制。
结果病毒在其体内复制水平很低,免疫系统不攻击病毒,不引起炎症。
同时蝙蝠还有强大的抗肿瘤系统,温和免疫反应则很容易诱发肿瘤,如人类身上。
最终,蝙蝠成了大量病毒的携带者。
” 国家技术倡议FoodNet工作组“智慧供应链”板块负责人科索戈尔(Sergey Kosogor)说,专家对蝙蝠与其携带众多病毒的关联及可传播给人类的周期性灾难性病毒变异的原因与后果仍处于初步研究阶段。
可由蝙蝠传染人类的病原体包括狂犬病毒、尼帕病毒、埃博拉病毒等。
潜在病原体 至于哪些病毒可能成为下次全球大流行的潜在病原体,俄罗斯乌拉尔联邦大学经济与管理学院兼莫斯科物理技术学院未来技术教研室副教授科利亚斯尼科夫(Maksim Kolyasnikov)认为,高致病性H5N1亚型禽流感仍是最有可能的候选者。
他说,该病毒已在野生鸟类、家禽和奶牛中广泛传播,不久前的研究表明,仅需一个突变,它就能具备稳定的人传人能力。
这位科学家说:“尼帕病毒尽管致死率极高,但目前仍呈局部流行。
猴痘2022年暴发后呈下降趋势,但仍需警惕。
D型流感病毒、犬冠状病毒HuPn-2018等研究较少的病原体也值得关注,目前既没有针对其的检测方法,也没有疫苗。
” 本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊,内容由《俄罗斯报》提供。
在随后的新闻发布会上,中国科学院高能物理研究所高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民对入选的“高能同步辐射光源(HEPS)建成试运行”成果进行解读。
2026中关村论坛年会重大成果发布专场活动解读新闻发布会。
新京报记者 张璐 摄 HEPS不仅是亚洲首个第四代同步辐射光源,也是中国首个高能量的同步辐射光源,是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。
这座位于怀柔科学城的“超级显微镜”以“加速电子生产光”为核心原理,能提供高品质的X射线,深层次探索微观世界,2019年正式动工建设,2025年10月通过工艺验收。
“目前,HEPS储存环束流发射度降至56.8皮米・弧度,可发出比太阳亮1万亿倍的X射线,综合性能达到国际同类装置领先水平。
”潘卫民说。
2025年12月3日,HEPS开始了用户实验,截至2026年2月中旬,已为91个单位完成了200余项课题实验,提供近5000小时用户机时,包括清华、北大等国内多所高校和国内外多家研究机构以及比亚迪、宁德时代等领军企业。
其中航空叶片缺陷检测、3D打印材料动态结构捕捉、高铁轮毂应力检测、液态和固态电池原位工况检测、脑器官神经连接图谱、半导体纳米结构成像等多个方向的实验,均取得重要成果,充分验证了HEPS作为第四代同步辐射光源的卓越性能。
3月20日,HEPS 面向全球用户启动了首轮用户课题征集,这是非常重要的里程碑。
“未来,我们将持续优化机器性能,完善用户服务体系,与各领域用户协同创新,并推动跨领域、跨国界协作联动,成为面向全国和世界的重要创新平台。
”他说。
编辑 张磊 校对 卢茜