當前很多媒體關注電池,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。當然,這種觀點很有意義,因為它們用于電動汽車 (EV) 和其他更高功率的、通常是移動的情況。
我們經(jīng)常談論和擔心電池:它們的壽命、安全問題、充電/放電、溫度影響和許多其他問題,以至于很容易忘記電池供應鏈中的一個重要環(huán)節(jié):連接器。過去一周發(fā)生的兩件事,一個在當前范圍的極低端,另一個在更高的范圍,提醒我,如果沒有牢固的連接,最好的電池也是無用的。
碳化硅 (SiC) 半導體在處理高功率和導熱方面比電動汽車 (EV) 系統(tǒng)和能源基礎設施中的傳統(tǒng)硅更有效的能力現(xiàn)已得到廣泛認可。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,從而將 EV 的行駛里程增加 5% 至 10%。
在過去的幾十年里,碳化硅和氮化鎵技術的進步以發(fā)展、行業(yè)接受度的提高和有望帶來數(shù)十億美元的收入為特征。第一個商用 SiC 器件于 2001 年以德國英飛凌的肖特基二極管形式問世。隨之而來的是快速發(fā)展,到 2026 年,該行業(yè)有望超過 40 億美元。
碳化硅 (SiC) 用于各種應用已有 100 多年的歷史。然而,如今半導體材料比以往任何時候都更受歡迎,這在很大程度上是由于其在工業(yè)應用中的使用。
電力電子新技術的發(fā)展已將工業(yè)市場引向其他資源以優(yōu)化能源效率。硅和鍺是當今用于生產(chǎn)半導體的兩種主要材料。損耗和開關速度方面的有限發(fā)展已將技術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。我們將在海底運行水下自動駕駛汽車和多個數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。海上的可再生能源設備和波浪能設備從未做到這一點。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,能夠將新的可再生資源真正帶入主流商業(yè)市場、研究市場、國防和安全市場,對我們所有人來說都是令人興奮的。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 40 英尺長的管子,并用 12 個機架裝載了總共 864 臺服務器,然后沉入了蘇格蘭附近的北海。電力來自附近的陸上風電場。微軟報告稱,水下數(shù)據(jù)中心的服務器的故障率是其陸上對照組的 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、風和海浪。太陽能電池板現(xiàn)在幾乎無處不在。風力渦輪機裝置在陸地和海上變得越來越普遍。然而,我們還沒有看到太多的是波浪能。不過,新的能量浪潮可能是波浪能。 世界正在轉向可再生能源。不夠快——還沒有——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,我們早就做到了。
作為一個謹慎的以模擬為中心的工程師,我一直很喜歡傳統(tǒng)的基于熱的保險絲,并且由于它們的有源元件而對電子保險絲(也寫為 e-fuses 或 eFuses)有些懷疑。畢竟,在可靠性方面,簡單幾乎總是更好,而且沒有什么比熱熔斷器在功能上更簡單的了。我并不是要從技術上貶低它們,因為它們實際上融合了先進的材料科學和技術;它們的功能很簡單。
這就是嘗試所有這些不同事物的令人興奮的地方。因為如果其中一些有效,從長遠來看,這可能是一條更好的聚變能途徑。我們需要學習什么?每個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,你說的是最重要的三個因素,但是要實現(xiàn)可持續(xù)的聚變反應或維持聚變反應,喂養(yǎng)它,是否有具體的挑戰(zhàn)?在這一點上,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,政府現(xiàn)在發(fā)布了一項聚變戰(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。美國也有活動,他們正在推動公私合作。所以世界各地發(fā)生了各種各樣的事情。實際上,中國也對聚變很感興趣,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。如果科學能夠弄清楚如何制造聚變發(fā)電機,那么聚變能源將成為世界所希望的一種強大而清潔的能源。但是經(jīng)過半個世紀和數(shù)不清的數(shù)十億美元的研究之后,沒有人可以控制這個過程。包括不少核工程師在內的一些人得出結論,商業(yè)聚變是白日夢。然而,今年突然之間,這個話題又開始引起了很多關注。
對于許多與 EMC 有關的問題,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答案。我會嘗試在答案中包含我的假設。為了清楚起見,對問題進行了編輯。
LF 能源和索尼計算機科學實驗室?guī)讉€月前宣布了一個名為 Hyphae 的項目,這是一個微電網(wǎng)計劃,旨在實現(xiàn)可再生能源的點對點分配自動化。這樣做的目標是讓微電網(wǎng)更高效,使整個電網(wǎng)更加碳中和,只是為了留在頁面上,在關于能源的同一頁面上。但這是你的項目之一。你能告訴我你在規(guī)劃的其他項目是什么嗎?未來我們最有可能看到開源微電網(wǎng)部署在哪里?