满足消费者的要求,这种氢气汽车在用光一罐燃料的情况下必须可以行走约600公里。按目前的技术,如果要行走这个距离,大概要消耗5千克氢气。但这就需要一个约180公升的增压罐,但对于平均只有一个50公升油罐的家庭车来说,这太大了。巴士将需要更大的燃料罐,但与小汽车不同的是,巴士没有空间来放置它。
可以用更高的压力来将氢气压入更小的燃料罐,但是,正如其它的压缩气体一样,高度压缩会令到这些气体有爆炸的危险,因此其它的替换方法正在改进之中。存储的密度,打个比方,可以用加入金属氢化物到燃料罐的方法来增加。这些被吸收的氢气分子可以增加氢气的密度而不需要增加压力。当被加热的时候,这些氢化物释放氢气,因而允许燃料流的控制。碳的毫微结构,例如nanotubes,也可以用同样的方法来使用。
研究者现在努力增加这些金属氢化物所能包含的氢气的数量。 很多情况下,精确的数据由于商业秘密的原因而无法被得知。美国氢气能源计划组的领导人Sigmund说,一些由政府资金支持的能源研究小组已经研究出一种氢气和氢化物的混合物,该混合物只有这两种物体的的密度的5%。这就可以令到汽车行走600公里所需要的燃料罐的体积减少到约100公升。
尽管这对于家庭车来说仍是太大,但Keller说,如果驾驶者能被说服去多次加油,这种存储密度仍是很实用的。他建议,320公里每罐燃料,或者最多四小时的连续驾驶是很合理的,而按目前的氢化物存储密度来说,这只需要55公升的燃料罐。
同时,有些小组声称,他们经过研究,研发出了一种按照nanotubes来计算的话只有原密度8%的氢气存储的方法,尽管其他人认为他们的声明
很难去重复,并且这些实验对商业燃料罐的扩大的成功程度也仍是个未知之数。但是,受目前存储装置的日益强烈的利益驱动,很多在这个领域上的人仍然对氢气存储问题的解决充满信心。
在如此多不同的方法被追求的情况下,有些人认为,这些氢气研究所用的资金和时间还不如用在其他的更为集中的工程上。环境保护者说,石油和汽车公司应该应投资更多到这个研究领域上。但总的来说,对氢气能源的追求仍有增加的趋势。
举个例子,在冰岛,一些由诸如Ballard和Daimler-Chrysler的企业支持的非政府研究小组和人员正在从事一个计划,这个计划将在30年内完整地将化石能源从国家经济中删除。冰岛是个特例。所有的汽车将由甲醇驱动,而甲醇将从该国的金属生产企业的副产品中提炼。电源需求将由大量的地热资源来满足。在其它地区,通往氢气经济的路线或许没有冰岛这样直接,但氢气经济的支持者说,人们仍能从冰岛的经验中获得。
Ballard的副总裁Charles Stone确信,其他国家将会跟随冰岛的例子。他说:“能源经济的目标是如此引人注目,而这个目标所牵及的人又是如此聪慧,因此我确信,我们将会成功。”
第5篇
动物们是如何确定方向的
无论是对于科学家还是门外汉来说,迁徙的动物是如何知道走那个方向的路至今仍是一个迷,尽管对于这个迷,各种各样的研究都已经做过了。 可以肯定地说,这些研究出来的结果都决不会是最终的这个迷的答案,只是
一些不同的可能猜想而已。 不过,根据 Robin Dunbar的说法,前半个世纪对于动物的探索工作毫无疑问的带给人们更多的鼓舞。
尽管对于无论对于亚里士多得还是我们来说,鸟儿从北方寒冷地区迁徙到热带地区很显然是为了逃避冰天雪地的冬天,但是他们是如何精确的从一个半球飞到另一个半球至今仍然是个自然界之谜。
我们现在都知道有些物种在飞跃海洋方面有着惊人的本领。在长距离飞行方面,北极燕欧很有可能保持着世界记录,每年它们都会从夏天在北极圈繁殖地点飞到在冬天的南极海岸。精确地说,伟大的剪嘴鸥确实是属于最佳的(飞行者), 他们整个冬天都在北大西洋海岸地区过冬,然后在南大西洋繁殖,那里一个在Tristan Da Cunha的与世隔绝的火山岛屿,不过这些地方却是它们中大部分群体的栖息地。
可能更令人惊讶的的是具有“只有一次”式的迁徙本领的动物们。其中最令人们熟悉的是大马哈鱼(salmon)。太平洋的和大西洋的大马哈鱼都是在河流的上游被以卵的形式被产下,然后随着水流漂到这些海洋的北面地区。 随着这些幼鱼的成熟,它们便逐渐往下游移动,直到大约两到八年后,它们便加入到春天里往河口和出了河的海中央迁徙的队伍,在海里,他们将生活一到四年的时间,然后开始它们艰难的沿着逆流往它们“出生”的地方回归的旅程。
这些非凡的本领给人们提出了一系列的疑惑。为什么动物们要迁徙?它们如何知道什么时候就要迁徙?它们如何知道往哪儿走才能到达目的地?可能从生态学角度来说,我们很容易确定为什么动物们要迁徙,甚至能知道迁徙的时间选择是由环境的暗示作用决定的,比如白天时间长度或者温
度的改变。(然而)真正困惑科学家以及非科学家好几个世纪的是这些迁徙动物如何知道往哪儿走。对于人类航海家来说,要精确的到达一个未在海图上标明的的海洋某个地方是非常困难的,即使有现代卫星航海系统的帮助。而这些动物能够在即使连最粗糙的六分仪或者指南针都没有的情况下准确的到达目的地实在是一个奇迹。
在这点上,区分三种很不相同的从A到B的方法是很重要的。最简单的是导航式(piloting),即从一个熟知的目标到另一个。这种方式不需要任何特殊的技能,大致像一些非迁徙的动物在自己的领地里每天找食物一样。稍微复杂一点的是有方向目标式(orienting)(表现出一种坚定的朝着某个方向走的趋势);这种方式需要一些它们内在机制(技能)和对于某个确定地点的方向感去确定一个给定的的地点是如何走的。 第三种是辩向航行式(navigating),这种方式表现出一种对于前途把握的超级力量,因为这表明着需要一种能够在坐标关系中确定地图上一个位置跟另一个遥远位置以及决定走哪个方向的能力。
早在20世纪的50年代,Max Planck 研究所的Gustav Kramer就发现鸽子的返回能力分为两个层次。第一个是,能够从释放地点返回到在临近地区的住所阁楼;第二层次是只要它返回了熟悉的地方,就能确定住所阁楼的位置。第二层次被认为是属于简单的导航式,但是Kramer 推测第一层次中包括了基因导航,这样他的试验便为今后几十年研究做了铺垫。
鸽子是如何完成第一层次的事情呢?对于这个问题,近几年,各种各样的理论都被提出来了。最早的试验证据出现在1950,那时Kramer和诺贝尔奖金获得者Karl Frisch 分别独立地证明了八哥和蜜蜂是靠太阳来导航