田學(xué)科(本報(bào)駐美國(guó)記者)8月，美國(guó)對(duì)頁(yè)巖氣的開采已占天然氣開采總量的約四分之一，據(jù)稱到2035年這一比例將提高到約50%。而到2015年美國(guó)將超越俄羅斯成為全球最大天然氣生產(chǎn)國(guó)。有外媒評(píng)論，美國(guó)的頁(yè)巖氣成功開發(fā)極有可能成為全球頁(yè)巖油氣開發(fā)的“引擎”，驅(qū)動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)一場(chǎng)革命。
加州大學(xué)洛杉磯分校將聚合物太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率由2011年的8.6%提高到10.6%，新電池含有能吸收可見光和紅外線的兩層光伏薄膜，可用于建筑物墻壁和窗戶；佛羅里達(dá)大學(xué)嘗試對(duì)石墨烯材料摻雜三氟甲基磺酰胺，處理后的石墨烯太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)化率高達(dá)8.6%，創(chuàng)造了全新的轉(zhuǎn)換紀(jì)錄；國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室利用納米技術(shù)制成了轉(zhuǎn)換效率可達(dá)18.2%的黑硅太陽(yáng)能電池，首次證明借助納米結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體也能制成性能良好低成本的太陽(yáng)能電池；萊斯大學(xué)利用納米粒子可直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成蒸汽，甚至可從冰水產(chǎn)生蒸汽，并擁有24%的綜合能效；而使用新概念設(shè)計(jì)出的一種由砷化鎵制成的太陽(yáng)能電池模型，已取得了高達(dá)28.3%的轉(zhuǎn)化效率；用鎢絲制造的設(shè)備可直接利用陽(yáng)光的熱能發(fā)電，其光電轉(zhuǎn)化效率高達(dá)37%，性能優(yōu)于目前最好的硅基太陽(yáng)能電池。
科學(xué)家利用光以波的形式流過金屬表面并與金屬相互作用原理，設(shè)計(jì)出一種新焊接技術(shù)，依據(jù)表面等離子體光子學(xué)采用一束簡(jiǎn)單的光將納米線焊接在一起，有望促成新式電子設(shè)備和太陽(yáng)能設(shè)備的出現(xiàn)；麻省理工學(xué)院找到一種可降低硅厚度的新途徑，在保持電池高效的基礎(chǔ)上最高變薄90%，從而降低薄膜太陽(yáng)能電池的制造成本。
3月，由國(guó)家點(diǎn)火裝置所發(fā)射出的激光在經(jīng)過最后一個(gè)聚焦透鏡后達(dá)到2.03兆焦，成為世界上首個(gè)2兆焦能量的紫外激光，即使在經(jīng)過光學(xué)損耗后，其射于靶室正中心的激光也高達(dá)1.875兆焦，成為目前最亮的“人造太陽(yáng)”。而12月，國(guó)家點(diǎn)火裝置扭轉(zhuǎn)研究方向，焦點(diǎn)由“能源”變?yōu)榱?ldquo;核武器”。眾多物理學(xué)家情感和理智都難以接受而對(duì)這一決議大加批評(píng)，認(rèn)為政府考慮輕率，對(duì)核聚變能源的探索將使美國(guó)在新一輪科技競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，更有可能推動(dòng)人類文明的進(jìn)程。而現(xiàn)在卻選擇了保持自己威懾力的武器庫(kù)。
洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)首次演示了利用熱管冷卻小型核反應(yīng)堆，借助平頂裂變實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了24瓦電力，并驅(qū)動(dòng)了內(nèi)華達(dá)國(guó)家安全網(wǎng)站設(shè)備的斯特林引擎，總花費(fèi)不到100萬美元。這次成功演示證明，可靠的小型核反應(yīng)堆有望被用作新型太空飛行動(dòng)力系統(tǒng)。
能源部布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出用于電解水的催化劑，采用相對(duì)廉價(jià)的材料解決了從清潔水中獲取氫氣的問題，研發(fā)的鎳鉬氮化物催化劑為納米片狀結(jié)構(gòu)，開啟了新的有效氫催化模式；薩瓦那河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用含三氫化鋁的輕型材料制成了小型儲(chǔ)氫容器，該材料具有極高的儲(chǔ)氫能力，還具有較低的質(zhì)量和有利的放電狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)證明其氫釋放率適合為小型商用燃料電池提供動(dòng)力，為未來大規(guī)模制造便攜式發(fā)電系統(tǒng)鋪平了道路，在軍用和商用領(lǐng)域都可能得到應(yīng)用；羅徹斯特大學(xué)將一種納米晶體與廉價(jià)的鎳催化劑結(jié)合，改進(jìn)了一種光照制氫系統(tǒng)，穩(wěn)定性強(qiáng)、能持續(xù)生產(chǎn)氫氣且成本低廉。
為解決核廢料存儲(chǔ)問題，科學(xué)家研制出一種晶體化合物“圣母大學(xué)硼酸釷-1(NDTB-1)”，能安全地吸收核廢料中放射性離子。一旦這些放射性粒子被捕捉到，其可以與同樣大小的、帶電荷更多的材料相交換，將核廢料回收再利用，這為核廢料“變身”清潔燃料掃清了障礙。
勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用一種對(duì)人類無害的病毒，開發(fā)出將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。其利用特別設(shè)計(jì)的病毒涂在電極上，用手指輕敲郵票大小的電極，病毒即會(huì)將敲擊的力量轉(zhuǎn)換成電流。新技術(shù)首次向個(gè)人發(fā)電機(jī)、在納米器件中使用驅(qū)動(dòng)器及基于濾過性毒菌的電子設(shè)備邁出富有前景的一步；佐治亞理工學(xué)院開發(fā)出一種透明的柔性摩擦發(fā)電機(jī)，這種微型發(fā)電機(jī)能“感覺”到一根羽毛飄落下來產(chǎn)生的壓力，能將散步這類機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電，能用來制造自供電的觸摸屏，在電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及醫(yī)療設(shè)備制造等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
萊斯大學(xué)研究人員開發(fā)出一種幾乎可以噴涂在任何物體表面上的鋰離子電池。這種可充電電池組成的噴漆，每一層都代表著傳統(tǒng)電池的組件；倫斯勒理工學(xué)院的研究人員將世界上最薄的材料石墨烯制成一張紙，用激光或照相機(jī)閃光燈的閃光震擊，將其弄成“千瘡百孔”狀，致使該片材內(nèi)部結(jié)構(gòu)間隔擴(kuò)大，以允許更多的電解質(zhì)“潤(rùn)濕”及鋰離子電池中的鋰離子獲得高速率通道的性能。這種石墨烯陽(yáng)極材料比如今鋰離子電池中慣用的石墨陽(yáng)極充電或放電速度快10倍，甚至在超過1000個(gè)充電/放電周期后仍能成功運(yùn)行。
