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爽風(fēng)
據(jù)外媒報(bào)道，Asegun Henry有一個(gè)應(yīng)對(duì)氣候變化的好主意：把太陽(yáng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。這位麻省理工學(xué)院的機(jī)械工程教授說(shuō)：“這是關(guān)鍵，是將很多事情引向正確方向的關(guān)鍵所在。”Asegun Henry有一個(gè)拯救世界的大膽想法。他認(rèn)為，減少碳排放和緩解進(jìn)一步的氣候變化的關(guān)鍵在于進(jìn)行集中式太陽(yáng)能發(fā)電的能力。
今天，從風(fēng)和太陽(yáng)中獲取的大部分可再生能源都是以"使用"或"失去"的方式提供。為了儲(chǔ)存這些能源，Henry設(shè)想了一個(gè)完全可持續(xù)的、零碳的電網(wǎng)，它有可能滿足我們所有的電力需求，即使在陰天和無(wú)風(fēng)的日子。而且他有一個(gè)如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的藍(lán)圖。
想象一下，除了太陽(yáng)能發(fā)電廠和風(fēng)力渦輪機(jī)之外，還有一個(gè)嚴(yán)重絕緣的、倉(cāng)庫(kù)大小的容器，里面裝滿了白熱的液體金屬。在低用電量時(shí)期捕獲的任何多余能量將被轉(zhuǎn)移到這個(gè)容器中，在那里它將被轉(zhuǎn)化為熱量。當(dāng)能源需求上升時(shí)，液態(tài)金屬可以被泵送到一個(gè)轉(zhuǎn)換器中，將熱量重新轉(zhuǎn)化為電能。
Henry表示，這個(gè)"箱中太陽(yáng)"系統(tǒng)將作為一個(gè)可充電的電池，盡管它占用了半個(gè)足球場(chǎng)。他已經(jīng)證明該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是有效的，并且正在將這些部分整合起來(lái)，以展示一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的系統(tǒng)。如果這被證明是成功的，他將推進(jìn)增加存儲(chǔ)容量的版本，并最終形成商業(yè)規(guī)模的電網(wǎng)集成系統(tǒng)。
這是一條雄心勃勃的道路，而且不是沒(méi)有障礙的，就像Henry自己進(jìn)入麻省理工學(xué)院的道路一樣。2020年，他獲得了麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系的終身教職，并將其大部分精力用于研究集中式太陽(yáng)能發(fā)電方法。
"在我看來(lái)，選擇去麻省理工學(xué)院是一條通往拯救人類的道路，"Henry說(shuō)。"我相信這項(xiàng)技術(shù)，相信這是關(guān)鍵，是將很多事情引向正確方向的關(guān)鍵。"
大膽的思考
Henry在佛羅里達(dá)州的薩拉索塔出生，然后在塔拉哈西長(zhǎng)大，在那里他成為一名鼓手。他的父母都是佛羅里達(dá)農(nóng)工大學(xué)的教授，他們盡一切努力向他灌輸對(duì)其家庭的西非根源的欣賞。當(dāng)他10歲時(shí)，他的母親帶他去參加大學(xué)的非洲舞蹈課。Henry說(shuō)："我一直被教導(dǎo)要尊重非洲文化，但從未真正看到或聽(tīng)到過(guò)它，那天我完全愛(ài)上了鼓。"
在接下來(lái)的六年里，他加入了一個(gè)專業(yè)的巡回演出團(tuán)，并致力于非洲鼓的演奏。當(dāng)他16歲時(shí)，在看到老師的經(jīng)濟(jì)困難后，他決定放棄打鼓生涯。大約在那個(gè)時(shí)候，他參加了一個(gè)為年輕黑人男子舉辦的儀式項(xiàng)目，在那里他遇到了導(dǎo)師Makola Abdullah，他是佛羅里達(dá)農(nóng)工大學(xué)的土木工程教授。Abdullah雇用Henry作為他實(shí)驗(yàn)室的年輕助手，該團(tuán)隊(duì)正在研究埃及金字塔的結(jié)構(gòu)。
Henry回憶說(shuō)："這對(duì)我來(lái)說(shuō)真的是個(gè)轉(zhuǎn)機(jī)，"他說(shuō)。"我第一次獲得了從事技術(shù)工作的報(bào)酬，這在那個(gè)年齡段是令人興奮的。"
作為佛羅里達(dá)農(nóng)工大學(xué)的本科生，Henry繼續(xù)在Abdullah的實(shí)驗(yàn)室工作，研究地震引起的振動(dòng)。他還對(duì)原子尺度的振動(dòng)和熱背景下的原子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了興趣，這使他申請(qǐng)到了麻省理工學(xué)院的研究生院。
Henry在麻省理工學(xué)院的經(jīng)歷在學(xué)術(shù)上是緊張的，有時(shí)在經(jīng)濟(jì)上是不確定的，總的來(lái)說(shuō)，在社會(huì)上是孤立的，他說(shuō)，他曾一度是該系只有一名的黑人工程研究生。他說(shuō)：“這種(孤立)激勵(lì)著我，我的任務(wù)是獲得我的學(xué)位。”
Henry繼續(xù)努力，與他的導(dǎo)師合作開(kāi)發(fā)熱傳導(dǎo)的分子動(dòng)力學(xué)模擬，并在2009年獲得了機(jī)械工程的碩士和博士學(xué)位。隨后，他接受了佐治亞理工學(xué)院的教職。他隨后明確了自己的研究目標(biāo)。在橡樹(shù)嶺，他學(xué)會(huì)了做電子結(jié)構(gòu)計(jì)算。在西北大學(xué)，他進(jìn)入了可再生能源領(lǐng)域，模擬有前景的太陽(yáng)能熱化學(xué)材料。而在ARPA-E，一個(gè)旨在支持高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)項(xiàng)目的部門，他學(xué)會(huì)了思考。
“我參觀了侏羅紀(jì)公園大小的機(jī)械車間，他們?cè)谀抢镏圃焓澜缟洗蟮臏u輪機(jī)，還參觀了集中式太陽(yáng)能發(fā)電廠，”Henry說(shuō)。“那是一次變革性的經(jīng)歷，我開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)感興趣。”
"一個(gè)步驟的改變"
他帶著一個(gè)冒險(xiǎn)的想法回到佐治亞理工學(xué)院，提出了一種新的集中式太陽(yáng)能發(fā)電(CSP)。大多數(shù)CSP設(shè)計(jì)都是基于將熱量?jī)?chǔ)存為熔鹽，并通過(guò)金屬管道和泵將液體移動(dòng)以轉(zhuǎn)換為電力的想法。但是在儲(chǔ)存熱量時(shí)，鹽的溫度是有限制的。高于這個(gè)極限的溫度還可能導(dǎo)致金屬管道和泵過(guò)快地腐蝕。
Henry說(shuō)：“我有興趣把這個(gè)問(wèn)題推到更高維度，看看如何在性能上獲得一個(gè)階梯式的變化。”他建議用更耐熱的陶瓷制作管道和泵，并且不在熔鹽中儲(chǔ)存熱量，而是在發(fā)光的白熱液態(tài)金屬中儲(chǔ)存熱量。
Henry表示：“這是一個(gè)激進(jìn)的想法，而且基于物理學(xué)，它是合理的。”
他和他的學(xué)生工作了多年，以證明該系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，一個(gè)高溫陶瓷泵，起初沒(méi)有什么進(jìn)展。2017年，他們的努力得到了回報(bào)，一個(gè)可以在高達(dá)1400攝氏度的溫度下進(jìn)行液體循環(huán)的泵。這次演示后，他們?cè)凇蹲匀弧冯s志上發(fā)表了一篇文章，以及獲得"最高工作溫度液體泵"的吉尼斯世界紀(jì)錄。
Henry說(shuō)："這使事情升級(jí)，"他當(dāng)時(shí)收到了麻省理工學(xué)院教職的面試邀請(qǐng)。當(dāng)他得到這份工作時(shí)，他不確定自己能否接受。當(dāng)他的工作向前推進(jìn)時(shí)，他正處于復(fù)雜的離婚之中。
他說(shuō)："我當(dāng)時(shí)處于一個(gè)艱難的十字路口。我是留下來(lái)，并可能得到我孩子的監(jiān)護(hù)權(quán)，還是加倍努力工作，去麻省理工學(xué)院，我認(rèn)為在那里我有好的機(jī)會(huì)來(lái)追求這個(gè)想法？"
最后，亨利接受了這個(gè)職位，并在2018年搬回了麻省理工學(xué)院。離婚把他推到了破產(chǎn)的境地，即使他正在建立一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)室并管理校園里的教學(xué)需求。這是動(dòng)蕩的一年，但他最終和他的兒子們搬到了波士頓，就在大流行病來(lái)臨之前，Henry也獲得了終身職位。
"這對(duì)我來(lái)說(shuō)是一種戲劇性的解脫，"Henry說(shuō)。"在冒著一切風(fēng)險(xiǎn)來(lái)到這里之后，你希望有這種安全感，事情會(huì)得到解決。"
他正在努力改進(jìn)"箱中太陽(yáng)"系統(tǒng)，并在此后用一個(gè)更高的溫度泵來(lái)打破他的記錄。他還在繼續(xù)模擬不同材料中原子的運(yùn)動(dòng)，并將這些運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成聲音--這個(gè)項(xiàng)目的部分靈感來(lái)自于他早期的音樂(lè)經(jīng)歷。
對(duì)于他在工作和生活中找到的新平衡，他說(shuō)："這非常踏實(shí)。我很感激。"
(原標(biāo)題：應(yīng)對(duì)氣候變化的“關(guān)鍵點(diǎn)”：科學(xué)家提出新的集中式太陽(yáng)能發(fā)電方法)
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