鈦用途廣泛，如果它在自然界中含量豐富，它將徹底改變我們制造、儲(chǔ)存和使用能源的方式。

幾乎每次打開科學(xué)雜志時(shí)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)鈦的新應(yīng)用。其中包括 3D 打印鈦吉他等產(chǎn)品；使用氮化鈦的可持續(xù)電池；部分由鈦制成的微型機(jī)器人；還有很多很多。

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根據(jù) Fior Markets 發(fā)布的一份報(bào)告，也許這些新應(yīng)用是全球鈦合金市場預(yù)計(jì)到 2025 年將增長到 68.7 億美元的原因。許多涉及鈦的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新——例如研究人員意外地將鋰離子電池的壽命延長了四倍——已經(jīng)在電氣工程領(lǐng)域發(fā)生。該領(lǐng)域一些最有前途的鈦基創(chuàng)新涉及環(huán)保的能源生產(chǎn)系統(tǒng)。

從海水中提取

能量 鈦被證明是有用的一種可持續(xù)能源生產(chǎn)解決方案是位于夏威夷的 Makai 的 OTEC 試驗(yàn)臺(tái)。這個(gè)發(fā)電項(xiàng)目使用冷暖海水產(chǎn)生 100 千瓦的電力，這在一定程度上要?dú)w功于鈦。你看，有很多太陽能（即來自太陽的能量）儲(chǔ)存在熱帶海洋中。為了獲得這種動(dòng)力，朗肯循環(huán) OTEC 熱機(jī)吸入溫暖的海水，并用它來加熱系統(tǒng)中的無水氨工作流體。液態(tài)氨變成高壓蒸汽，使渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電力。一個(gè)不同的熱交換器將氨蒸汽冷卻成液體，然后循環(huán)重新開始。

以這種方式生產(chǎn)能源實(shí)際上比通過核聚變更便宜，但有一個(gè)問題。OTEC 系統(tǒng)需要使用可以深入海洋 3，000 英尺的金屬管道來吸入冷海水，并使用更多管道來吸入溫暖的地表水。如您所知，金屬管道在海水中很容易腐蝕，因?yàn)楹Ｋ械柠}濃度很高。

鈦和銹

與其他金屬不同，鈦基制品即使在極咸的水中也能抵抗腐蝕。它們還可以很好地導(dǎo)熱，這使它們成為制造朗肯循環(huán) OTEC 熱機(jī)的理想材料。此外，鈦合金恰好是最堅(jiān)固的金屬之一，這就是為什么它們?cè)谌绱硕嗟?a href="http://www.asorrir.com/v/" target="_blank">工業(yè)應(yīng)用中得到使用。

然而，你不能在你的后院挖鈦，因?yàn)檫@種金屬很稀有，這就解釋了為什么它如此昂貴。事實(shí)上，唯一想用鈦建造類似 OTEC 的發(fā)電廠的國家是日本。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，他們將不得不使用世界上已探明的鈦資源的 7%。幸運(yùn)的是，鈦與其他礦物質(zhì)的混合物可以用于生產(chǎn)清潔能源而不會(huì)破壞銀行。

擊敗所有太陽能電池板的太陽能電池板

如果您負(fù)擔(dān)不起使用大量鈦來制造大量吸水管道，那么也許您可以負(fù)擔(dān)得起使用非常少量的鈦來制造高效且低成本的鈣鈦礦太陽能細(xì)胞。

這些太陽能電池有望超越市場上所有其他太陽能電池。事實(shí)上，2019 年 3 月，來自東海大學(xué)的日本研究人員宣布，他們已經(jīng)制造出效率達(dá)到 16.8%的基于鈣鈦礦的太陽能電池（當(dāng)今可用的大多數(shù)太陽能電池的能效等級(jí)僅在 11% 到 15% 之間）。研究人員通過在他們的細(xì)胞上涂上氧化鈦的變體來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

與純鈦不同，氧化鈦在自然界中含量豐富，這也是為什么涂有這種物質(zhì)的鈣鈦礦太陽能電池可能比鈦基 OTEC 發(fā)電機(jī)更早進(jìn)入市場的原因之一。鈣鈦礦太陽能電池不僅實(shí)現(xiàn)了高效率，而且與傳統(tǒng)的同類產(chǎn)品相比，它們的可擴(kuò)展性和生產(chǎn)成本也更低。此外，薄膜鈣鈦礦面板具有柔韌性、半透明和重量輕的特點(diǎn)。

細(xì)菌驅(qū)動(dòng)太陽能電池

在另一個(gè)部署中，二氧化鈦納米涂層可用于增強(qiáng)細(xì)菌驅(qū)動(dòng)太陽能電池的發(fā)電量。來自加拿大溫哥華不列顛哥倫比亞大學(xué)的研究人員提出了一種低成本的生物太陽能電池，該電池具有產(chǎn)生染料的細(xì)菌。

當(dāng)天空多云或陰天時(shí)，這種太陽能電池的效果與晴天時(shí)一樣好。它使用一種安全的大腸桿菌菌株來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該菌株被設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生番茄紅素，一種“收集”光并將其轉(zhuǎn)化為電能的天然染料。考慮到這一切，很明顯，未來的太陽能電池板將比我們今天擁有的更時(shí)尚、體積更小、效率更高。

鈦用途廣泛，如果它在自然界中含量豐富，它將徹底改變我們制造、儲(chǔ)存和使用能源的方式。幸運(yùn)的是，研究人員現(xiàn)在正在尋找創(chuàng)造性的方法來有效地使用這種材料，而無需花費(fèi)太多錢。