美國能源高級研究計劃局舉辦創新峰會展示未來能源項目

鈉離子電池。

Limelight Steel公司的激光鍊鋼原型機。　　近日，美國能源部能源高級研究計劃局（ARPA-E）在華盛頓特區郊外舉辦的2025年能源創新峰會上，展示了該機構支持的一系列未來能源科技。ARPA-E隸屬於美國能源部，專門為高風險、高回報的研究項目提供資金支持。能源創新形式多樣，此次峰會充分展現了能源研究的多元性，此外，峰會還匯聚了該機構資助的項目，以及眾多投資者、政府官員和媒體記者。　　會議期間，數百個項目在一個巨大的展廳中進行展示，涵蓋了項目演示和研究成果。其中的四項創新研究成果最具趣味性。激光鍊鋼技術　　初創公司Limelight Steel研發出一種新工藝，利用激光將鐵礦石加熱至超高温，從而提煉出鐵（鋼鐵的主要成分）。　　如今，鋼鐵生產約佔全球温室氣體排放量的8%。這在一定程度上是因為大多數鋼鐵仍採用高爐煉製，高爐依靠焦炭產生高温，進而引發所需的化學反應。　　與之不同的是，Limelight Steel公司利用激光照射鐵礦石，將其加熱至1600℃以上。隨后，鐵水便能與雜質分離，再通過現有工藝將鐵製成鋼。　　該公司搭建了一個小型演示系統，激光功率約為1.5千瓦，能夠處理10至20克礦石。整個系統由16個激光陣列構成，每個激光陣列比郵票略大一些。　　演示系統中的組件均為市售產品，這種特殊類型的激光器常用於投影儀。該公司聯合創始人兼首席技術官安迪·趙表示，這家初創公司得益於電信行業多年的發展，使得激光器成本有所降低。　　下一步，Limelight Steel公司計劃建造一個更大規模的系統，其激光功率將達到150千瓦，一年內最多可生產100噸鋼材。岩石制燃料技術　　在麻省理工學院的展位上，擺放着的大塊岩石看似與高科技沾不上邊，但未來它們或許能助力生產燃料和化學品。　　此次ARPA-E峰會，地下氫是一個熱門話題。尋找地下氫氣藏的工作備受關注，氫氣可作為燃料，廣泛應用於運輸、重工業等諸多行業。　　去年，ARPA-E資助了一些相關項目，其中就包括麻省理工學院伊夫內蒂姆·阿巴特實驗室的項目。阿巴特等研究人員不僅致力於尋找氫氣，還嘗試利用地下條件輔助生產氫氣。　　今年早些時候，他的團隊發表研究成果表明，藉助地下常見的催化劑和環境條件，科學家們能夠生產出氫氣以及氨等其他化學品。阿巴特聯合創立了一家衍生公司Addis Energy，旨在將這項研究商業化，該公司也獲得了ARPA-E的資助。　　麻省理工學院展位桌子上的各類岩石，包括從大塊堅硬的深色玄武岩到質地較軟的滑石，都可用於生產這些化學品。氮化鐵磁鐵驅動的電吉他　　Niron磁性元件公司展位傳來陣陣音樂聲，吸引了附近人行道上的行人駐足。人們紛紛停下腳步，輪流試彈該公司以電吉他為載體展示的磁鐵。　　如今，大多數高功率磁體都含有釹元素。隨着全球電動汽車和風力渦輪機產量的不斷增加，未來幾年對釹的需求將急劇增長。釹的供應可能會變得緊張，而且由於大部分釹供應來自中國，地緣政治因素也使得情況更為複雜。　　Niron公司正在研發不含稀土金屬的新型磁鐵，其技術基於更為豐富的材料——氮和鐵。　　電吉他是該技術的一款演示產品。目前，電吉他中的磁鐵通常採用鋁、鎳和鈷基磁鐵，用於將鋼弦的振動轉化為電信號，再通過放大器播放出來。Niron公司利用其氮化鐵磁鐵製作了一款電吉他。　　Niron公司於2024年底開設了一個試點商業工廠，年產量可達10噸磁鐵。該公司在2024年初宣佈了建造一座全尺寸工廠的計劃，工廠完全投產后，年產能約為1500噸磁鐵。　　為高性能數據中心供電的電池　　人工智能和數據中心不斷攀升的電力需求，也是此次峰會的熱門議題。展廳中擺放着服務器機架，展示了針對該行業的相關技術。其中，Natron能源公司的一款裝滿電池的設備吸引了眾人目光。　　該公司正在生產鈉離子電池，以滿足數據中心的電力需求。　　數據中心的能源需求波動較大，隨着其總耗電量的持續增加，這些波動可能會對電網造成影響。Natron公司聯合創始人兼首席技術官表示：「將Natron的鈉離子電池安裝在數據中心，有助於平抑用電高峰，使計算設備能夠滿負荷運行，同時不會給電網帶來過大壓力。」　　鈉離子電池是鋰基化學品的一種低成本替代品，且不含鋰、鈷和鎳等在生產或加工過程中存在限制的材料。目前，中國生產的一些電動汽車已開始使用鈉離子電池。　　Natron公司去年在密歇根州開設了一條生產線，並計劃在北卡羅來納州投資14億美元建設一家工廠。（逸文）