TES新能源员工展示“充电锅”
日本企业发明一款“充电锅”,通过烧水发电,给移动电话等电子设备充电。这款充电锅采用特殊材料,利用水沸腾时100摄氏度左右的水温与550摄氏度锅底温度之间的温差产生电力,经由安装在锅柄上的USB数据线给手机、音乐播放器等电子设备充电。
制造商TES新能源说,充电锅给一部iPhone手机充电需要3至5小时。这款锅本月在日本上市,售价2.4万日元(约合300美元)。
TES新能源总裁藤田一博告诉媒体记者,发明充电锅的灵感来自日本3月发生的地震和海啸。
“当我在电视上看到灾民生火取暖时,我就想让他们一边烧水一边给手机充电。”
藤田说,与太阳能充电器相比,充电锅不受时间和天气限制,充电同时可以加热饭菜。这款锅体积小,方便携带,可满足应急需要,特别适用于电网覆盖不到的地区。
本报讯 历时26年、数易其稿的精神卫生法草案昨日公开征求意见,草案对精神疾患从诊断到治疗以及出院等多方面作出详尽规定,以确保患者权益,防止出现“被精神病”。
草案共七章75条,网上征求意见截止时间为7月10日。
“被精神病”推动立法
精神卫生法的起草始自1985年,迄今已26年尚未出台。长期关注并曾参与精神卫生法草案论证过程的上海交通大学医学院附属精神卫生中心谢斌教授表示,近十多年来随着经济社会发展,在竞争、生活压力下,焦虑、抑郁、失眠等心理行为问题越来越多,社会对立法的要求也在提升。
最近几年,媒体报道了一些正常人因为上访等原因而被收治进精神病院的事件,谢斌认为,这些事件对于推动立法有作用,但法律的出台主要还是随经济社会发展而水到渠成的结果。
是否自愿成为立法焦点
精神卫生法草案的重点之一为对精神障碍的诊断和治疗规定了详细的程序,谢斌表示,精神病人的非自愿住院和治疗不仅是上海等地已经出台的地方性法规中的重点,也是国际上精神卫生立法的重点。从历史上看,精神卫生立法的初衷也在这里,即既要保护好精神病人的个人自由权益,又要保护正常人不受精神病人暴力、攻击等行为的危害,还要使需要医疗救治的病人获得恰当的诊治。要平衡好这些有潜在冲突的利益,就需要开展立法。
■ 焦点
1 禁强迫进行精神病检查
【草案】精神障碍的诊断不得以精神健康状况以外的原因为依据。除法律另有规定外,不得违背他人意志进行确定其是否患有精神障碍的体格检查。
【解读】谢斌(上海交通大学医学院附属精神卫生中心教授):这条可能与最近各方面的呼吁有关系,因为有报道把正常人收治或者把不符合住院标准的人收治的情况。
这一条体现的原则,即除了医学的原因外,不能以其他原因作为诊断和收治精神病人的依据。
这个规定把精神病的诊断和治疗纳入到医学的范畴,是一个进步,虽然在具体文字表述上还有调整的空间,比如精神障碍诊断的确立,其实主要不是依靠“体格检查”。
2 72小时内须下诊断结论
【草案】疑似精神障碍患者发生或者将要发生伤害自身、危害公共安全或者他人人身安全、扰乱公共秩序行为的,其监护人、近亲属、所在单位、村委会或者居委会、当地公安机关应当立即予以制止,并应当送往医疗机构进行精神障碍诊断。医疗机构应指派2名以上精神科执业医师进行诊断,并在72小时内作出书面诊断结论。
【解读】谢斌:大多数国家和地区的精神卫生法规定的也都是72小时,也有长的,比如美国有些州规定是七天或者五个工作日,从实施情况看,医院也没觉得有很大的压力或负担。
至于检查和诊断的标准,都是通用的。但是精神疾病的诊断主要是靠对精神状况的检查评估,通过经过专业训练的专科医生对病人进行面谈检查,了解他的思维、情感、行为等。
3 界定“非自愿”住院条件
【草案】精神障碍的住院治疗由患者自主决定。只有精神障碍患者不能辨认或者不能控制自己的行为,且有伤害自身、危害公共安全或者他人人身安全、扰乱公共秩序危险的,才能对患者实施非自愿住院医疗。
【解读】谢斌:这在国际上现有的精神卫生法律法规中都属于比较严格的要求了,有的精神卫生法规定自己不能照料自己的生活,哪怕他没有威胁到别人或自己的生命安全,也可以实施非自愿医疗。
我们这个规定目的是防止滥用非自愿医疗。
也有可能会出现对确实无法照料自己也暂时没危险性的精神病人照顾不周的情况,但这是一个两难。一些西方国家原来强调多收治,后来强调保护患者权益又放了很多人,放回去后肇事肇祸又多了,这样的教训要吸取。
4 不得无故限制人身自由
【草案】诊断结论表明精神障碍患者不需要住院治疗的,任何单位或者个人不得限制其离开医疗机构。
诊断结论表明需要对精神障碍患者实施非自愿住院医疗的,由患者监护人办理住院手续;其中,患者属于查找不到监护人、近亲属的流浪乞讨人员的,由送诊的民政等行政部门办理住院手续。
【解读】谢斌:法律规定后,那种某个人或某些人想不让病人离开的情况不太可能再发生了。
但关键问题是操作上怎样由医疗机构出具证明说他不需要住院,因为医疗机构要承担风险,有些国家也有这种规定,要求医生来判断他是不是不需要住院,但医生做这种判断承受的风险太大,因为他出去万一肇事肇祸,医疗机构不仅要承担法律责任,还要承受社会谴责。
本组稿件/本报记者 杨华云
照片上这位,是瑞典斯德哥尔摩的工程师亚历克斯·布雷顿,他站在书写板前面,手里拿的可不是“黑板擦”,那是他发明的手持式打印机。他刚将打印机移过书写板,打印了一张图片。
2000年,欧洲最大之一的橡皮图章公司找到布雷顿,希望提供一些产品创意。结果布雷顿并没有为图章公司设计一种新型印章,而是开发了重量仅250克的手持喷墨打印机PrintBrush。它配上类似电脑鼠标操控的光学和导航软件,能将上传的图片和文字打印在任何平面上,包括纸张、塑料、木材,甚至织物面料。
传统的打印机需要让纸张整张地移过机器,只有这样,机器才能够准确地跟踪页面与打印头的相对位置。布雷顿认识到,如果顺着这个前提去思考,不解除这个限制,打印机永远不可能比它要打印的纸张“苗条”。他希望自己的打印机采用全新的方式来导航整个页面。
PrintBrush的工作原理似乎更像电脑鼠标,而不是打印机。它配备着飞利浦开发的激光传感器,跟踪打印机的移动,感知其所在位置。当设备在纸张(或其他材质)表面移动时,传感器不断向表面发出红外激光,然后测量反射光束的散射。这种散射让光学传感器跟踪了打印机相对于页面的速度和方向。接着,内置的控制器将位置坐标与目标文本(或图像)的像素图进行匹配,启动算法来确定下一个要打印的像素。
PrintBrush打印一页只需10秒。由于只需要少量的激光反射就足以完成前述的移动跟踪,因此它在几乎任何类型的表面都能工作。至于所打印的内容,可以通过蓝牙、USB和红外接口等手段上载。而内置相机的版本,则便于现场拍照并打印。
尽管PrintBrush样机不到2年时间就完成,但围绕这项技术的研究花了不下10年,耗资1000万美元。布雷顿有一个团队,包括光学工程师和招募的其他专家,在每个新版本中都不断优化打印机的导航系统。最近一次就是以激光器取代了先前基于LED的传感器。他们还增加了彩色功能,这需要一个算法,能快速确定各色墨水的组合,这是产生1600万色效果所必需的。
2012年初,带有内置相机的PrintBrush将上市销售,用于即时的照片打印,到时候可能是世界上最小的商业化的打印机。
有了PrintBrush,我们就有了一款握在手里的打印机,怎么用,每个人都可能有自己的“创意”,我就想了几条:铁人三项/五项的比赛中,用来在选手的手臂上打印号码,当然这得用防水的墨水;作家签名售书,和粉丝先合影,再将这张照片连同签名打印在书的扉页上,再接待下一位。
概况
树袋熊通常被人们称为考拉。虽然名字中有个“熊”字,但这种招人喜爱的动物并不是熊家族成员,而是一种有袋动物。出生之后,考拉宝宝会留在妈妈的育儿袋内生活大约6个月。可以爬出育儿袋后,小家伙则会趴在母亲的背上或者依附在腹部。它们会与母亲共同生活大约1年时间。
考拉主要分布在澳大利亚东部,当地拥有大量它们最喜欢的桉树。考拉极少离开桉树,锋利的爪子和适于抓握的脚趾能够让它们轻轻松松留在树上。白天的时候,考拉会留在树杈或者隐蔽处睡大觉,睡眠时间长达18个小时。醒着的时候,尤其是在晚上,它们会痛痛快快地享受桉树叶。
考拉并不需要摄入大量水,身体所需的绝大多数水分均来自桉树叶。一天之内,一只考拉便可消灭相当于自身体积的桉树叶,大约在2.5磅左右(约合1公斤)。有意思的是,考拉甚至会将树叶储存在育儿袋内。
考拉的消化系统非常特殊,长长的消化道允许它们分解难于消化的桉树叶并且不被树叶中所含的有毒物质伤害。桉树叶中含有非常难闻的油,气味与止咳药片类似,由于吃喝拉撒都在树上并且每天吃掉大量桉树叶,考拉也就自然而然地变成一个“臭球”。
上世纪20和30年代,大量考拉遭到捕杀,数量直线下降。在再引入计划的帮助下,考拉数量得以回升,但当前的数量仍然很少并且较为分散。考拉需要很大的生活空间,每只考拉需要分配到大约100棵树。在澳大利亚林地继续呈萎缩之势的情况下,如何帮助考拉家族复兴成为一个非常紧迫的问题。
基本信息
类型:哺乳动物
饮食结构:食草动物
野外平均寿命:20年
身长:23.5至33.5英寸(约合60至85厘米)
体重:20磅(约合9公斤)
保护现状:受威胁物种
目前,将于本月底开通运行的京沪高铁已经通过初步验收。近日,本报记者赴长春及青岛四方实地探访了京沪高铁动车的生产过程。生产线上的80后正作为生力军坚守在一线,他们克服种种考验,最终炼成了飞驰在京沪高铁上的CRH380A和CRH380B。□本报记者 郭铁流 刘春瑞 摄影报道
关键词:80后
王涛(化名)是长春轨道客车有限公司的一名接线工,负责列车的线路连接。每天早上5点多,他便要起床到单位行政办公区,乘坐班车前往生产车间,工作8小时后,再乘坐班车返回。
王涛今年25岁,两年前从学校毕业后,就来到这里工作。工厂内的工人大多数是与他年龄相当的80后。据了解,工厂会与一些学校签订人才定向培养协议,学生一毕业就可以来工厂工作。
列车生产中需要焊工、铆工、钳工、电工、木工、油工、机床工、调试工等。作业人员的级别分为首席制造师、高级技师、技师和高级工匠。
关键词:身体考验
在青岛四方机车厂车体加工车间,焊接工人穿着披风、头戴防护镜,并且穿着反射弧光的特制工作服。
在车体另一端,一部分工人正在打磨车体,他们也身着工服,头戴面具。“这样做是为了防止飞溅的金属末进入眼睛。”一位工人说。
此外,涂装工人和油漆打交道,油漆有腐蚀性而且气味大,他们需要全身严裹,戴口罩;粘接密封工序对环境要求较高,需要长时间温湿度保持一致,夏季及冬季在环境控制方面难度较大;接线工序中,线束纷繁复杂,操作者要长时间精神高度集中并在有限的空间里保持同一姿势,身体备受考验。
关键词:实名制
在列车底部,每颗螺丝上都划有一条线。有的管道上附有一张信息卡,上面写着人名。工作人员解释说,列车上每个零部件都落实到人。螺丝上的线是为以后检修做准备的。列车试运行一段时间后,检修时,如果螺丝上的线不在一条线上,就说明这颗螺丝拧的不合格。
■ 生产进程
截至5月底,青岛四方已经交付了40列8节编组的CRH380A,到京沪高铁正式开通时,将交付20列以上16节编组的列车,目前已交付11列。这些列车交付给铁道部统一调配,不一定全用在京沪高铁上。长客在6月17日前将交付42列,其中20列配属上海局、12列配属济南局、10列配属北京局。
数说CRH380B
76节
在长春轨道客车生产基地总装车间,可以容纳76节车厢同时进行组装。
110多天
京沪高铁动车有8和16编组两种,从零部件的组装到一辆16编组的成品车的完成,需要110多天。
780余道工序
大的制造阶段包括车体加工、涂装、装配、落车、单车调试、整列调试等约780余道工序,包含如焊接、涂装、粘接及密封、接线等特殊工序。
1米/秒
由于动车组列车焊接要求高,焊接时的风速不能高于每秒1米,因此厂房内不能使用风扇等降温设备。
5700多个
工作人员须经过严格的培训和考试才能持证上岗。截至5月底,长客股份公司累计颁发CRH380动车组关键工序上岗证5700多个。
在智利阿塔卡马,富含矿物质的地下盐水被抽进蒸发池中,再加工成碳酸锂。每年,SQ M从这些盐水中提取4万吨锂,占全球产量的31%。
加州山口矿曾是世界最大稀土产地,直到2002年被关闭。美国坐拥至少1300万吨稀土矿藏,400万吨锂矿,以及其他大量能源关键元素。但是这些矿产却很少被开采,很大原因在于严格的审批制度和环境政策。
lithium 锂 由于化学性质非常活跃而且质量轻,锂被用做高能可充电电池的电荷载体。所谓的“世界面临锂短缺”观点是唬人的,锂储量丰富,而且开采起来对环境污染很小。
cobalt钴 钴被用于制造电池电极、磁体和喷气引擎使用的超级合金。钴的储量相对较多。问题在于,全球49%的钴矿位于刚果这个战乱频繁的国家。
Tellurium 碲 镉碲薄膜太阳能电池比传统硅太阳能电池板要轻薄很多,却能吸收更多的阳光。不幸的是,碲的产量很少,主要是铜提炼过程中的副产品。
Neodym ium 钕 钕和其他16种稀土元素有着罕见的电子构造,造就了它们奇特但在工业上大有用处的磁性和光学性质。稀土长期被忽略,产量很小。
Rhenium 铼 铼很可能是在高温下最抗腐蚀的金属。像钴一样,它也被用于制造高效喷气引擎使用的超级合金。但是铼大概也是世界上最罕见的金属,它比黄金稀有5倍。
Platinum 铂 铂具有强大的抗腐蚀性,而且是优秀的催化剂,是制造空气净化器的基本材料。世界上大多数的铂来自两个国家:俄罗斯和南非。
由于清洁能源技术的发展,包括锂、稀土在内的29种曾经默默无闻的元素突然成了紧俏资源。它们被称为“能源关键元素”,是制造薄膜太阳能板、高效率风力涡轮发电机、高级电动车马达、高容量电池等众多清洁能源硬件的核心材料。因此这些元素的多少将决定清洁能源的未来。由于从前很少被大规模使用,人们对这些元素的储量和分布并不了解。曾经有人预言锂供给的短缺,一度引起恐慌。随着锂储量逐步探明,恐慌才逐渐平息。但是,其他28种元素呢?
2006年12月,能源分析家威廉·泰尔在网上发表了一篇论文《锂麻烦》。他的观点引起了那些希望靠锂电池驱动电动车掀起清洁能源革命的人的关注。
泰尔提出,这个世界没有足够多的锂支持人们大规模地改用电动车。此外,少数可开采利用的锂资源仅分布在屈指可数的几个国家。“如果这个世界希望从汽油驱动变成锂电池驱动,”他写道,“南美洲将成为新的中东。玻利维亚将取代沙特阿拉伯成为世界能源的中心。美国将再次依靠外国进口关键战略矿产,而中国蕴藏有丰富的锂资源,将实现某种程度的自足。”
泰尔并非最可靠的信息来源。2006年初,他发表了另一篇论文《世贸中心的核销毁》。其中,他争辩说,当2001年9月11日,恐怖分子劫持的飞机撞上纽约世贸大楼时,两台埋在大楼地下260英尺的核反应堆被蓄意熔毁。无论如何,“锂峰值”是一个让人无法不关注的故事。特斯拉汽车公司和通用汽车公司不久前都推出了各自的电动车,两款车都靠锂电池驱动。2008年7月,英国《卫报》总结说:“关于石油供给的话题尚未平息,焦点又转移到了电动车使用的锂上。但是,争端在于锂的储量到底有多少。”
2010年1月,我参加了在拉斯维加斯举行的第二届锂供给与市场年会。开会期间,我碰到了地质学家R·凯斯·埃文斯。他花了40多年的时间研究全球锂储量。泰尔的文章促使他告别退休生活。“一派胡言,”他如此评论泰尔的文章。乘坐电梯从会议大厅到赌场的路上,埃文斯告诉我,泰尔刺激他写了一篇针锋相对的论文《储量充裕的锂》,重新估算了全球的供给。这并非第一次锂恐慌,埃文斯说,早在1975年,美国地质勘测局就在一次紧急会议上提出世界即将面对锂短缺。当时锂主要用于核聚变反应堆。那次恐慌引发了对西方世界锂供给量的第一次严肃估计。1975年的锂产量约1065万吨。在之后的岁月里,地质学家逐渐发现了更多的锂矿。到2010年,埃文斯估计,已经探明的世界锂储量为2840万吨,或者说是1.5亿吨碳酸锂———锂生产销售的最普遍形式———而同一年,全球市场对锂的需求仅为10万吨。电动车的发展在10年内可以使这个需求翻倍,即使如此,埃文斯说,依然有用不完的锂。
当我遇到埃文斯时,另一种潜在的资源短缺成了报纸头条。稀土金属广泛被运用于混合动力汽车、风力涡轮发电机和其他清洁能源技术领域。中国的稀土产量占全球的95%,突然宣布要减少稀土出口,保护资源储备。去年9月,中国暂停了对日本的稀土出口。美国能源部官员立刻就美国稀土元素供应状况对国会进行了汇报。
在那之后,用于清洁能源技术的关键元素的供给问题引起了越来越多关注。今年2月,美国物理学会和材料研究学会的专家委员会提出警告说,美国的矿产资源弱点不只停留于稀土。包括稀土在内的29种元素,由于其本身的特性,使它们成为生产薄膜太阳能电池、高效率风力发电机、高级电动车马达、高容量电池和其他清洁能源产品的关键材料,因此这29种元素被称为“能源关键元素”(energy-critical elem ents)。对于美国而言,这些元素90%需要从外国进口。委员会警告说,供给的短缺将“极大地阻碍”清洁能源技术的发展。
29种能源关键元素并非都是稀有元素,但是它们也不像20世纪的主导原材料那样丰富。铁、铝和硅与其他9种元素占据了地壳的99%。过去,只有科学家们在实验室里少量使用这些元素,因此地质学家没有寻找新资源的动力。结果就是,我们对这些能源关键元素的分布、多少、成本效率几乎一无所知。信息的匮乏导致焦虑。2010年8月,《理智》杂志刊登了一篇文章:《忘掉石油峰值,来谈谈锂、钕、磷峰值》。对于锂而言,恐慌基本已经过去。我们更清楚了这种元素的丰富储量。但是其他28种能源关键元素呢?而锂的供给状况能够给我们什么样的启示?
要了解一群很少人知晓的元素为什么突然引起了巨大的关注,先来了解一下汽油动力车和电动车之间的竞争。内燃机本质上是效率非常低的机器。普通汽车只能将12.6%的汽油能量转化成动能。但是,石油惊人的能源密度弥补了内燃机的不足。每加仑汽油包含3.3万瓦特时能量。即使只有12.6%也足以驱动一辆几千磅重的汽车在高速路上行驶30多英里。当石油廉价,而且似乎取之不竭的时候———20世纪大部分时间———这样的低效率是可以接受的。
但是,石油不再廉价,更绝非取之不竭。我们进入了罕布什尔学院教授迈克尔·卡拉尔所谓的“艰难石油时代”,所有容易开采的资源已经枯竭,让我们不得不到远海钻取石油。与此同时,印度和中国的新型中产阶级成了新的汽车消费群体。据估计,到2050年,世界汽车使用量将翻倍,达到20亿辆。
如果要取代传统汽车,电动车需要最好的电池。今天,这样的电池需要锂。锂是元素周期表上第三轻的元素,适合能源储存。由于它的化学特性非常活泼,几乎比其他任何元素都更适于做能量密集型电池的基础。可充电锂电池已经引起便携式电器的革命,使得移动电话从从前的30盎司的大哥大变成了只有4.8盎司的iPhone4.现在,汽车制造商又希望锂同样能带动交通革命。
但是锂和锂电池只是系统的一部分。充分利用储存在电池中的每毫瓦电力需要效率最高的电动马达,而这些马达中使用的磁体需要用到稀土元素,比如钕和镝。用风能太阳能等可再生能源生产电力同样需要效率极高的机器。自然的,最高效的风力涡轮发电机也需要稀土为基础的磁体;先进的薄膜太阳能电池板需要碲或铟。
清洁能源的密度远远低于石油,是如此的珍贵,利用它们需要用到性能最优良的材料,即使这意味着要使用不常见的元素。“如果电动汽车能够像普通电器一样使用10美分/千瓦时的电力,谁在乎它采用了低效率的马达磁体?”麻省理工学院的材料科学教授杰尔布兰德·赛德尔说,“但是对于很多新能源装置,能源的使用方式很关键,能源非常昂贵。”
然而这些元素的多少却可能构成问题。为了大规模地开发,清洁能源时代的机器必须能在价格上和化石燃料系统竞争。但是除非批量生产,清洁技术无法具有成本竞争力。如果原材料匮乏,什么都造不出来。
美国物理学会和材料研究学会的报告指出,“如果不考虑金钱,任何化学元素都可以是无限的,至少在可以预见的未来是这样。”理论上,科学家可以从任意一桶泥土中提取极少量的多种元素,只是这样做的成本很高。因此,对于钕、碲、锂和其他26种能量关键元素,关键的问题在于:它们的储量有多少?更重要的是,开采它们需要多少钱?
世界上最大的锂生产商SociedadQuímicayM ineradeChileS.A。(SQM)位于智利的阿塔卡马沙漠,那里是世界上最干燥的地方,土壤极度贫瘠,美国宇航局甚至用它来校准检测微生物的火星机器人。去年5月,我专程到智利北部参观这家公司的运作。一个晴朗的上午,SQ M的市场部经理安德烈·雅克塞克和我从SQ M工厂以北50英里的一片绿洲出发,驶向阿塔卡马盐湖。这片盐滩是世界上最容易开采的锂矿。SQ M说,阿塔卡马盐湖含有4000万吨可开采的碳酸锂。
在高速路上行驶了一个小时,我们右转进入一条经过盐湖的道路。到处可以看到盐堆积成的白色小山。我们在一幢小办公楼前停下,穿上靴子,套上橙色的安全背心,戴上安全帽。在门外我们见到了业务经理阿尔瓦多·西斯特纳斯。他将带我们去参观蒸发池。
SQ M的卫星图像显示,在可可色的土地上,铺开巨大的白色和蔚蓝色方块,好像世界上最大的游泳池。这些池子装着从地下含水层中抽取的盐水。在沙漠的太阳下“烘烤”几个月后,水分蒸发,盐水浓缩,矿物质开始沉淀。浓缩的盐水再通过管道输入一系列蒸发池。这些池子呈越来越深的黄色。一辆油罐车将最终产品———6%的锂溶液———运送到3小时车程外位于太平洋边的工厂,再被加工成碳酸锂,一种白色的粉末。由于外表太像可卡因。我甚至不敢带一些样本回美国。
参观完蒸发池后,西斯特纳斯带我们来到一座盐堆积成的小山上。蒸发池、卡车、绵延了几英里的白色的盐堆,一切尽收眼底。虽然参观了世界最大的锂产地,但是要真正了解锂的生产规模依然很困难。
在目前家用电器还不必要使用能源关键元素。但如果不使用它们,风力涡轮发电机、电动车就没有制造的价值。每年,SQ M从这些盐滩上,提取的4万吨锂,占全球产量的31%。雅克塞克告诉我,几个月之内,产量就可以翻倍,达到全球需求量的3至4倍。为了强调SQ M称霸世界的锂生产能力,西斯特纳斯和雅克塞克指着远处的一系列池子说,每年,公司要将几十万吨的锂送回盐湖———在收获真正的赚钱产品时不可避免地收获的锂。虽然身为世界最大的锂供应商,SQ M的更多收益来自“特殊植物养料”,即绣球花和天竺葵使用的钾肥。
在能源关键元素中,锂很容易开采,至少对于盐水中蕴含的锂而言。即使如此,很多其他能源关键元素的实际状况也远远好于那些危言耸听的报道。“在我看来,很多恐慌都是被夸大其辞的。”麻省理工学院的杰尔布兰德·赛德尔说,“多种原因使得我们没有必要担忧关键元素的短缺。”
首先,如果某种元素的价格上涨,人们就有更大动力从原矿石中提炼这种元素。“采矿业有大量的废料中含有很多有价值金属。”赛德尔解释说。很多情况下,废料中本来可以提取更多的金属。能源关键元素通常是更广泛使用矿产(比如铜)的副产品,当它们的价值上涨之后,废料堆也可以成为资源储备。
其次,由于需求的等级制度,如果一种元素的供给有限,那么最需要它的产业将从其他那些不那么需要它的产业那里抢走资源。以铂为例,这种金属是汽车废气过滤器中不可缺少的催化剂,环保政策规定所有车辆必须安装过滤器。如果铂的需求上升,并不意味着汽车公司将少采用催化式排气净化器,而意味着,以铂(俗称白金)为原料的结婚戒指将减少。
碲是另一个例子。除了制造镉碲薄膜太阳能电池,碲还被用于制造热电装置(将废热转化为电能)和钢合金。如果碲的需求增加,我很快就能知道,到底谁更需要它。“对于碲而言,人们将发现,太阳能产业位于食物链的顶端,”赛德尔说,“它们从中获得极大的价值,那些生产钢合金的家伙只有退让,然后是生产热电装置的。”
但是并非所有专家都同意赛德尔的观点。技术金属研究公司的创始人杰克·利夫顿认为,普通经济学原理不适用于碲,几年之内,碲的产量将会下降。多数的碲是作为铜提炼过程中的副产品产生的。当铜生产商采用新的,更经济的提炼方法,它们将不再生产碲。碲的供给因此将急剧减少。
另一个挑战是,部分能源关键元素确实稀有。比如碲和铼。后者属于铂族元素,混合进超级合金中,可使喷气引擎在更高更有效率的温度工作。铼比黄金稀有5倍。因此,在5年前,通用电气公司启动了严格的铼回收计划,同时开始寻找可以替代它的金属,在几年后终于找到。今年2月,日本政府和100多家日本公司开始了耗资13亿美元的类似计划,试图让稀土进口量减少1/3.
一种减少对关键元素依赖的方法显然是寻找替代品。丰田和日产公司正在开发不需要稀土的电动车马达。但是这可能是一个漫长且昂贵的过程。“关键在于,很少能够直接找到替代原料,”赛德尔说,“通常需要新的合成材料。”
赛德尔正尝试让一种材料的设计过程缩短简化。他利用众多计算机计算量子力学相互作用,确定一种化合物的特性。他的目标是找到新元素组合,生产出更加有用的材料。“10年内,我们将能完全依靠计算机设计出新材料,”他说,“这个目标已经不远了。我可以在周五输入1000个运算,周一就可以得到结果。当我们今天进实验室制造某种材料,成功率达50%。”
回收利用可能是减少对能源关键元素依赖的最明显的方法。耶鲁大学工业生态学教授托马斯·格拉德尔认为,我们需要将我们的城市视为“矿山”———矿产来自旧汽车、旧电池等等。
目前,美国的能源关键元素回收率很低。2010年,碲回收率为零,锂只有少量被回收,铂族元素只回收了17吨。同一年,美国进口了195吨铂族元素。美国物理学会和材料研究学会的报告提议,联邦政府为富含关键材料的产品建立“关键材料”回收点,用返还保证金的方式鼓励消费者回收这些产品。
即使我们更合理地管理能源关键元素的供给,在某个时候,依然将需要新的矿山。在过去几年,矿产公司已经宣布,计划在澳大利亚、巴西、加拿大、印度、哈萨克斯坦和越南开采稀土。新的老的锂生产商正在开发从矿石中提炼锂的方法。与此同时,投资者和政客们开始重提一直被视为禁忌的话题:在美国开采能源关键元素。
美国坐拥至少1300万吨稀土矿藏,400万吨锂矿,以及其他大量能源关键元素。但是这些矿产却很少被开采,很大原因在于严格的审批制度和环境政策。这些严格的限制,意味着从矿藏的探测到实际开发中间需要7年甚至更久的时间。
即使为了确保关键元素的供给,也必须考虑采矿所要付出的相应代价。在稀土金属开采方面,这个平衡尤其难以达到。稀土的开采几乎不可避免地要挖出低放射性的铀和钍。放射物质的泄漏导致2002年加州东南部的山口矿被关闭。这个矿山曾经是世界第一大稀土产地。拥有山口矿的M olycorp公司正在重新设计建设位于矿上的精炼厂。公司计划今年重开山口矿,使稀土氧化物的产量迅速恢复到每年2万吨。
锂的提炼不产生有毒废物和放射性垃圾,但是矿业对环境的影响永远是一个争议话题。在拉斯维加斯会议结束几天后,我和一群投资者及矿业执行官飞往内华达州,参观正在筹建中的西部锂矿,它是美国最大最先进的能源关键元素项目之一。在充当公司前线总部的一间租借的平房里,桌子上摆满了矿石样本。我和西部锂矿的首席执行官杰伊·切姆劳卡斯谈了谈。他谈到清洁能源革命时就像是刚刚找到上帝的教徒。他的上一个工程是监督中国一座大型露天金矿的建设。相比之下,锂矿显然让人更有成就感。“现在我每天醒来,觉得自己在拯救世界。”
我们穿上橡胶靴子和防水夹克,驾车朝位于西部一处山脊开去。这里是叉角羚和沙漠大角羊的领地。20分钟后,我们驶离高速路,开进一条土路,直达长满山艾树的小山顶上,停在一个巨坑前。挖掘机已经挖出15米深。我们走进沟壑,周围到处是暗红色的泥土。西部锂矿的数据显示,这些泥土中含有相当于150万吨的碳酸锂,按照目前的需求量,足够全世界使用12年。
在2至5年内,我们脚下的土地将变成一个巨大的露天矿。如果这还不够,北部还有几个探明锂储量的地点可供开采。之前我曾问切姆劳卡斯,这样的露天矿对于环境有什么影响。从泥土中开采锂矿对环境的损害也许比其他采矿行业要小,但是并非毫无影响。正如黄金、白银、煤炭、石油和其他任何我们从地下挖掘的自然资源一样,开采能源关键原料也要做出牺牲。“我的意思是,我们要在一座山的一侧挖一个大坑。”切姆劳卡斯说,“但是你必须平衡得失。”编译:宇
本文节选自塞斯·弗莱切的《瓶装闪电:超级电池、电动车和新锂经济》一书。这本书于5月10日在美国出版。
盲人能够驾驶的汽车
美国科学家近期研发出了盲人能够驾驶的汽车,而且未来改进的技术还可以让正常人的驾车更加简单和安全。
马克·里科波诺是一位盲人,也是全美盲人联合会杰尼根研究所的执行理事,该研究所专门研究适合盲人的新科技。他最近驾驶一辆经过专门改装的汽车在某国际赛车场上行驶了1.5英里(约2.4公里),而且能进行转向避开障碍物。
这辆汽车上安装的导航装置是激光传感器和照相机,它们是由弗吉尼亚理工大学和Torc科技公司研制的。在驾驶时,汽车激光测距传感器向计算机发送数据,后者则根据这些数据通过戴在里科波诺双手上的手套向其发送方向信息。比如,当里科波诺需要向左急转的时候,则左手小拇指关节处的电机会震动;如果需要平稳地转弯,则食指处的电机震动,等等。此外,在他的座位下有一个可以震动的带状装置,里面同样装有电机,坐在上面感觉就像按摩椅一样。如果里科波诺的膝盖周围震动,则表示他需要加速;当他的速度达到合适范围时,则震动部位向后移至腿部,这一装置可以起到类似里程表的作用,使他在驾车时具有更加真实的体验。里科波诺称,这次驾车的最高时速为25至26英里(约40至41.6公里)。他希望在车内添加听觉装置,这样能提前获得转弯或路况信息。
以色列研究人员正开发一种电子鼻,希望以检测呼吸方式辨别是否罹患癌症,尤其是不易诊断的头颈部癌症。
专家说,呼吸诊断法需多年测试方能确定是否应用于临床。
嗅癌症
以色列工学院研究人员开发的这一设备名为“纳米人造鼻”,用于检测呼气,提取肺癌或头颈部癌症患者独特的化学信号。
研究人员收集82名志愿者呼气样本。这些志愿者年龄介于29岁至78岁,其中22人罹患头颈部癌症,24人是肺癌患者,36人健康。
呼吸测试样机内含一组纳米传感器,以化学方式检测呼气中的癌症标识物。英国广播公司(BBC)20日援引项目带头人胡萨姆哈伊克教授的话报道:“一项小规模初步研究中,我们发现,借助简单‘呼吸测试’能够辨认头颈部癌症患者身上存在的分子结构。”
在交付英国癌症研究会会刊《英国癌症杂志》发表的论文中,研究人员说,“纳米人造鼻”能够区分头颈部癌症患者与健康人群、肺癌患者与健康人群、头颈部癌症患者与肺癌患者。
应需求
英国每年大约8700人确诊头颈部癌症。
这类癌症包括多种肿瘤类型,生长于头部和颈部组织和器官,如眼球、鼻咽部、唾液腺和粘膜。头颈部癌症往往发现较晚,难以治疗。
哈伊克说:“迫切需要开发新方法,用以发现头颈部癌症,因为这类疾病诊断复杂,需要专门检查。”
作为世界著名癌症慈善团体英国癌症研究癌症信息部的负责人,莱斯莉沃克博士说,尽早发现头颈部癌症有无法言喻的重要意义,可望提高治疗成功率。
探可行
沃克说:“这些有趣的初步结果显现希望,呼吸测试或许发现头颈部癌症,而这类癌症通常到晚期才能确诊。”
她说:“不过,需要记住,这只是一项小规模研究,处于非常初期阶段,需要多年研究才能判断,呼吸测试能否运用于临床。”
哈伊克说:“我们现在需要借助一些较大规模研究,判断这能否成为这类疾病的潜在筛查方法。”
电子嗅癌鼻并非首创。美国研究人员先前发现,美国航空航天局用电子鼻监测国际空间站和航天飞机内某种气体成分,同时可以嗅出大脑癌细胞的“气息”。