2013年7月4日

能量存储、稀有金属与下一个冰河时代

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

能量存储的圣杯可能在于化学键，但实现这一目标的过程仍然未知。所有在周三的化学能量转换小组会议上发表意见的诺贝尔奖获得者都同意这一点。

“液态化石燃料的替代仍然遥不可及，”马克斯·普朗克化学能量与转换研究所所长、主持人沃尔夫冈·卢比茨说。从那时起，他们将重点放在与太阳能、吸热反应、稀有金属、一直备受争议的核能和下一个冰河时代有关的主要问题上。

太阳能

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格哈德·埃特尔（（2007年诺贝尔化学奖）告诉观众，当他在研究生院学习时，核聚变是en vogue的未来能源。“我们仍在等待解决方案，”他说。同样，太阳能前景广阔，但存储问题仍未解决。哈特穆特·米歇尔（（1988年诺贝尔化学奖），该小组的光合作用专家，提醒说即使是大自然也难以充分利用光合作用。“在光合作用中，只有 40% 的阳光（按能量计算）被植物吸收，”他说。因此，在第 63 届林道诺贝尔奖获得者大会上，台上的化学家们敦促年轻研究人员寻找一种全新的催化转化过程，以解决阳光之谜。

产生能量需要能量

理查德·施罗克（（2005年诺贝尔化学奖）提醒大家，无论下一次能源革命是什么，它很可能仍然依赖于吸热反应。“几乎所有的转化过程都需要能量，”他说。即使对于诸如二氧化碳转化之类的想法，“谈论催化转化或储存二氧化碳也是一场零和游戏。”他为听起来悲观而道歉，但希望确保听众中的研究人员感受到情况的严重性。

稀有金属即将耗尽

一位年轻的研究人员希望诺贝尔奖获得者回答这个问题：“当我们用完电池中使用的锂等稀有金属时会发生什么？” 施罗克很快指出，“我们不会耗尽元素，但我们会耗尽它们的浓缩形式——它们既不会被创造也不会被破坏。” 罗伯特·格拉布斯（（2005年诺贝尔化学奖）指出，研究人员也已经开始将非稀有金属视为潜在的能源。共识似乎是，人类将首先使用最丰富和最容易提取的资源，然后再转向替代品。“幸运的是，很多这些问题都与无机化学有关，”施罗克看着观众说。“所以，加油干吧！”

不要再来一次福岛

任何关于能源的公开讨论都无法完全避免核问题。因此，这个问题最终悄悄地进入了对话。“问题在于核废料，而不是能源，”埃特尔插话说。施罗克承认，虽然由于德国的政治力量，核能不再是一种选择，但“法国近 75% 的能源来自核能，我认为这是一个鲜为人知的事实。” 随着讨论更多地集中在政治上，斯德哥尔摩大学生物物理学教授、林道会议的联合组织者阿斯特丽德·格拉斯隆德拿起麦克风。“人们必须考虑到现在的情况就是这样，”她说。她解释说，政治和公众舆论 постоянно 变化，这些变化不应影响科学本身。

那么，从现在起 1000 年后呢？

随着小组讨论接近尾声，第一排的一位年轻研究人员站起来提出了一个问题。他问道：如果我们考虑到 1000 年后的未来，那时我们很可能完全依赖可再生能源，那么这次讨论会不会显得有点奇怪？获奖者们交换了一下眼神。米歇尔首先发言。他指出，一些研究暗示地球上的下一个冰河时代可能在不久的将来发生。“因此，柏林可能会被冰雪覆盖，我们甚至无法考虑这个问题，因为我们将在冰雪之下，”他半笑着说。“它会持续多久？” 施罗克问他的同事。“大约 8 到 9 万年，也许，”米歇尔回答。“哦，太好了，问题解决了，”施罗克说。