當(dāng)前很多媒體關(guān)注電池,以及重要的研發(fā)工作和商業(yè)投資,專注于高容量、功率密集的可充電(二次)電池。當(dāng)然,這種觀點(diǎn)很有意義,因?yàn)樗鼈冇糜陔妱?dòng)汽車 (EV) 和其他更高功率的、通常是移動(dòng)的情況。
我們經(jīng)常談?wù)摵蛽?dān)心電池:它們的壽命、安全問(wèn)題、充電/放電、溫度影響和許多其他問(wèn)題,以至于很容易忘記電池供應(yīng)鏈中的一個(gè)重要環(huán)節(jié):連接器。過(guò)去一周發(fā)生的兩件事,一個(gè)在當(dāng)前范圍的極低端,另一個(gè)在更高的范圍,提醒我,如果沒(méi)有牢固的連接,最好的電池也是無(wú)用的。
碳化硅 (SiC) 半導(dǎo)體在處理高功率和導(dǎo)熱方面比電動(dòng)汽車 (EV) 系統(tǒng)和能源基礎(chǔ)設(shè)施中的傳統(tǒng)硅更有效的能力現(xiàn)已得到廣泛認(rèn)可。SiC 器件有助于更有效地將電力從電池傳輸?shù)?EV 系統(tǒng)組件中的電機(jī),從而將 EV 的行駛里程增加 5% 至 10%。
在過(guò)去的幾十年里,碳化硅和氮化鎵技術(shù)的進(jìn)步以發(fā)展、行業(yè)接受度的提高和有望帶來(lái)數(shù)十億美元的收入為特征。第一個(gè)商用 SiC 器件于 2001 年以德國(guó)英飛凌的肖特基二極管形式問(wèn)世。隨之而來(lái)的是快速發(fā)展,到 2026 年,該行業(yè)有望超過(guò) 40 億美元。
碳化硅 (SiC) 用于各種應(yīng)用已有 100 多年的歷史。然而,如今半導(dǎo)體材料比以往任何時(shí)候都更受歡迎,這在很大程度上是由于其在工業(yè)應(yīng)用中的使用。
電力電子新技術(shù)的發(fā)展已將工業(yè)市場(chǎng)引向其他資源以優(yōu)化能源效率。硅和鍺是當(dāng)今用于生產(chǎn)半導(dǎo)體的兩種主要材料。損耗和開關(guān)速度方面的有限發(fā)展已將技術(shù)引向新的寬帶隙資源,例如碳化硅 (SiC)。
在夏威夷海岸,我們的系統(tǒng)顯然包含 Vicor 組件。我們將在海底運(yùn)行水下自動(dòng)駕駛汽車和多個(gè)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。海上的可再生能源設(shè)備和波浪能設(shè)備從未做到這一點(diǎn)。所以這是開創(chuàng)性的東西。這是其中令人興奮的部分。我的意思是,能夠?qū)⑿碌目稍偕Y源真正帶入主流商業(yè)市場(chǎng)、研究市場(chǎng)、國(guó)防和安全市場(chǎng),對(duì)我們所有人來(lái)說(shuō)都是令人興奮的。所以這很令人興奮,但它是新的。我們正在這里開辟新天地。
我們提到了 Project Natick。微軟建造了一個(gè) 40 英尺長(zhǎng)的管子,并用 12 個(gè)機(jī)架裝載了總共 864 臺(tái)服務(wù)器,然后沉入了蘇格蘭附近的北海。電力來(lái)自附近的陸上風(fēng)電場(chǎng)。微軟報(bào)告稱,水下數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的故障率是其陸上對(duì)照組的 1/8。該公司正在繼續(xù)開展 Project Natick。
在可再生能源系統(tǒng)方面,公司最近試圖利用三種主要能源:太陽(yáng)、風(fēng)和海浪。太陽(yáng)能電池板現(xiàn)在幾乎無(wú)處不在。風(fēng)力渦輪機(jī)裝置在陸地和海上變得越來(lái)越普遍。然而,我們還沒(méi)有看到太多的是波浪能。不過(guò),新的能量浪潮可能是波浪能。 世界正在轉(zhuǎn)向可再生能源。不夠快——還沒(méi)有——但它正在發(fā)生。經(jīng)典的可再生能源是水電。如果到處建造巨大的水壩很容易逃脫,我們?cè)缇妥龅搅恕?/p>
作為一個(gè)謹(jǐn)慎的以模擬為中心的工程師,我一直很喜歡傳統(tǒng)的基于熱的保險(xiǎn)絲,并且由于它們的有源元件而對(duì)電子保險(xiǎn)絲(也寫為 e-fuses 或 eFuses)有些懷疑。畢竟,在可靠性方面,簡(jiǎn)單幾乎總是更好,而且沒(méi)有什么比熱熔斷器在功能上更簡(jiǎn)單的了。我并不是要從技術(shù)上貶低它們,因?yàn)樗鼈儗?shí)際上融合了先進(jìn)的材料科學(xué)和技術(shù);它們的功能很簡(jiǎn)單。
這就是嘗試所有這些不同事物的令人興奮的地方。因?yàn)槿绻渲幸恍┯行?,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這可能是一條更好的聚變能途徑。我們需要學(xué)習(xí)什么?每個(gè)人都面臨著一系列共同的挑戰(zhàn),并試圖弄清楚如何克服?我的意思是,你說(shuō)的是最重要的三個(gè)因素,但是要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的聚變反應(yīng)或維持聚變反應(yīng),喂養(yǎng)它,是否有具體的挑戰(zhàn)?在這一點(diǎn)上,該行業(yè)仍需要克服哪些挑戰(zhàn)?
最近我們看到了變化,特別是最近在英國(guó),政府現(xiàn)在發(fā)布了一項(xiàng)聚變戰(zhàn)略,表示他們希望將聚變能源商業(yè)化。他們還在制定監(jiān)管框架,這將為行業(yè)中的公司提供確定性。美國(guó)也有活動(dòng),他們正在推動(dòng)公私合作。所以世界各地發(fā)生了各種各樣的事情。實(shí)際上,中國(guó)也對(duì)聚變很感興趣,日本也一樣。因此,在能源和氣候背景下,圍繞核聚變發(fā)生了很多事情。
今天我們將討論核聚變作為能源的前景。如果科學(xué)能夠弄清楚如何制造聚變發(fā)電機(jī),那么聚變能源將成為世界所希望的一種強(qiáng)大而清潔的能源。但是經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)和數(shù)不清的數(shù)十億美元的研究之后,沒(méi)有人可以控制這個(gè)過(guò)程。包括不少核工程師在內(nèi)的一些人得出結(jié)論,商業(yè)聚變是白日夢(mèng)。然而,今年突然之間,這個(gè)話題又開始引起了很多關(guān)注。
對(duì)于許多與 EMC 有關(guān)的問(wèn)題,最佳答案是“視情況而定”,因此可能并非所有情況都只有一個(gè)答案。我會(huì)嘗試在答案中包含我的假設(shè)。為了清楚起見(jiàn),對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了編輯。
LF 能源和索尼計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室?guī)讉€(gè)月前宣布了一個(gè)名為 Hyphae 的項(xiàng)目,這是一個(gè)微電網(wǎng)計(jì)劃,旨在實(shí)現(xiàn)可再生能源的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分配自動(dòng)化。這樣做的目標(biāo)是讓微電網(wǎng)更高效,使整個(gè)電網(wǎng)更加碳中和,只是為了留在頁(yè)面上,在關(guān)于能源的同一頁(yè)面上。但這是你的項(xiàng)目之一。你能告訴我你在規(guī)劃的其他項(xiàng)目是什么嗎?未來(lái)我們最有可能看到開源微電網(wǎng)部署在哪里?