他们认为创造一种可行的太阳能热电设备需要具备三个条件。第一是确保大多数射入该设备的阳光被吸收而不是被反射回去了。第二是选择的热电材料的导热性差（这样不同部分就能保持不同的温度）但是导电性良好。第三是确保那种导热性差的材料产生的温度变化率不因为设计缺陷而白白浪费。
两位研究者经由巧妙的工程技术客服了上述挑战。他们在设备顶上盖上了大概100纳米厚的二氧化铪、氧化钼和氧化钛的混合物。它们的作用类似玻璃眼镜上面防反射的覆盖层，使所有落到设备上的阳光都被吸收。这样第一个问题就解决了。
低导热性和高导电性则通过把碲化铋分成几纳米的粒状物来实现。它们的导电性不会因此受到影响，但是人们知道像这样的纳米级颗粒会分散开来并通过人们还尚未完全理解的量子力学过程阻碍热量通道。
第三个目标是高效的设计，它涉及到把纳米级的碲化铋夹在两片铜薄片之间然后把位于上方的薄片（这个薄片被覆盖上了吸收光线的氧化物）和碲化铋封入一个容器内。铜片可以把热量迅速地传递到碲化铋上或从碲化铋上导出，这样就能保持气温差。容器防止该设备通过对流失去热量。
结果就是这样一个可以把射入阳光的4.6%转化为电能的设备。以硅晶为基础的太阳能电池的转化率为20%甚至以上，太阳能热力涡轮的为40%，就连一种新一代廉价而质量低劣的薄膜太阳能电池的转化率也能达到18%－20%，与它们相比，4.6%并不客观。但是陈博士认为这已经足够了，值得考虑对该设备进行大规模生产。
他特别指出该设备可以安装到越来越多的房屋顶上装有的太阳能热水器上去。如果这样的热水器配上热电发动机，那么太阳光就可以被连续使用。首先，从它们身上可以获取电能。其次，从热电设备中位于底部的薄片中出来的排气可以用于传统方式来加热水。对消费者来说，二合一总是很有吸引力的建议。这种结合热力和电力的方式可以让更多人摆脱输电网。
钨的新生：捕捉日光
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想要利用日光发电，人们可以使用光电池；或者用日光中的热能烧开水，再用所得蒸汽推动涡轮机。这都是业已成熟的技术。但原则上还有第三种方法：免去蒸汽或涡轮机直接利用热能。这种方法跟标准的太阳能电池（它们只对某些光频敏感，其他的不行）不同，几乎所有入射能量都可转换。但它与开水法也不同，不必涉及麻烦的机械过程。这样的装置一经设立，只需极少的管理即可持续工作。
遗憾的是，当以此法让未经聚焦的日光直接照射这种可以依次将其转化为热能与电能的装置时，其温度并不比开水高多少。原因是，根据热力学定律，当装置的温度明显高于开水时，它向外界散发热量的速率必定会与它吸收外界热量的速率持平。事实证明这很令人头疼，因为采用这种方式的能量转换器需要达到700摄氏度方能真正有效率，而这在不用昂贵的特制抛物面镜聚焦入射光时是不可能的。
但麻省理工学院的彼得·波米尔及其同事们认为，他们已经发现了一种可以避开这一困难的方法。他们在《纳米研究快讯》上描述了他们发明的一种不用镜子聚集日光中能量的方法。实际上这就是一种日光捕捉器。
波米尔博士所建议的捕捉器是一张经过相当复杂处理的钨箔，它朝向太阳的一面遍布微型凹陷，而另一面则正对由一种叫砷化铟镓的材料制成的特殊太阳能电池。这层表面被雕刻成一种叫做光化晶体的结构，这就让它可以发射其频率最易被太阳能电池吸收的红外辐射。这两层表面都将使用制造计算机芯片的光刻法技术制作。
这些凹陷直径为0.75微米，排列成间距0.8微米的网格。当把装置按上面的凹陷正对太阳的方位校准以后，大部分进入凹陷的入射辐射到达凹陷底部，在那里被钨吸收。根据热力学定律，辐射必将很快被再次发射出去。
但在逃逸进入外界之前，来自凹陷内部的热辐射更可能会与凹陷壁相撞。一旦相撞，整个吸收和再次辐射的过程便又重新开始。其结果会让有凹陷的金属钨温度比平整的金属箔片能够达到的温度高得多。
为使热能转化成电能，需要通过光化晶体将之导向太阳能电池。光化晶体是一种刻蚀在钨表面的规则几何图案，其作用是放大某些频率的红外辐射并压制其它频率的红外辐射。
诀窍在于以改变图案细节的方法调整晶体，使尽量多的电磁波辐射以砷化铟镓最能有效捕获的频率发射。这一捕获过程会击出物质内部的电子，从而形成电流。
根据波米尔博士的计算，这一装置可将37%的太阳能转化为电能。与此相比，不用抛物面镜聚焦入射光线的硅基标准太阳能电池的最高效率是28%，使用聚焦装置的最高效率是31%。这是一个显著的提高。下一步当然是实物试验，但波米尔博士对其理论计算很有信心。
作为材料，钨大量用于白炽电灯灯丝。但当电流通过钨丝时，它把过多的电能转化成热能而不是光能，因此白炽灯不时兴了。反向进行这一过程不但可以让钨获得新生，而且也可能有助于解决世界上可再生能量短缺的问题。这真是绝妙的讽刺。
把日本山风变废为宝
日本 能源 风能 核电 电能
日本依赖核电--尽管在地震区安全地建设反应堆附带困难的原因之一是其国内缺乏能源原料。然而，日本确实有一种看似尚未开发的风能。据全球风能协会2009年公布的数据，占据世界经济产出8.7％的日本仅仅利用可用风能的1.3%。作为世界第三大经济体，日本在世界风能利用排行榜位列第13位。
日本东京大学的机械工程师Chuichi Arakawa表示，那是因为日本有太多的乱风。首先，定期来袭的台风风力太强（以2003年为例，类似的风暴在冲绳附近的宫古岛损坏六座风力发电机）。其次，由于日本是一个多山国家，常规风力并未得到完全应有的利用。出于工程方面的考虑，涡轮应同地面保持垂直，而当地山坡坡度则无关紧要。但是，如果此处地面确实是倾斜的，这则意味着风（贴近地面吹向叶面）从一种角度吹向发电机叶片，而非正面对吹。而这使得整个发电过程效率较低。
尽管如此，改进方式即将来临。日本大型制造商富士重工的工程师们设想出了一种新式风力发电机。他们认为，这种新式风力发电机可以承受那种来自宫古岛的风击，并可把不规律的山风变废为宝。
富士重工设计的新型风力发电机同传统风力发电机的最大差异是在于位置和叶片的设置。在传统的风力发电机中，叶片放置在塔杆和机舱的前面，构成了风力发电机的结构。此外，叶片平面同塔杆平行，从而使一股贴在地面的风吹打在叶片正面。这就是所谓的逆风设计。
相反，富士重工选择了顺风设计，此种风力发电机的叶片位于机舱和塔杆之后。此种设计允许旋转的叶片可以倾斜，并可直接接受风吹而非划伤塔杆。此项目研究的负责人吉田繁雄（Shigeo Yoshida）表示，在此种情况下，这会比逆风风力发电机设计的发电效率高出5%-8％以上。
一个意外好处是，顺风设计的风力发电机结构在多风的环境中不会变化无常。这是因为，同逆风设计的发电机相比而言，位居塔杆之后并同风保持一个角度的叶片可更多地偏离航向自由旋转。一旦固定好后，这使得叶片可承受更少的压力。
25座顺风设计的风力发电机机已在日本建成，另有几十座正在建设当中。当然，风能不能取代日本的日用核电或其他形式的电能。但是，正如日本最近被提及的，将所有鸡蛋放在一个篮子里并非一个好主意。
和汽油说再见
电动汽车，可充电电池，汽车产业，电能存储，LMP技术
十几年前，法国企业家文森特·博洛雷挥师进军电能存储行业。在位于布列塔尼的家中的两间小屋子里，他开始了可充电电池的制造项目。博洛雷在巴黎的商业顾问阿兰·明克在过去的许多年中，一直劝阻博洛雷放弃这个在他看来毫无前景的项目。阿兰·明克现在非常庆幸博洛雷坚持了下来。
博洛雷：和汽油说再见
博洛雷的技术即将驶上巴黎的街道。在2010年，他的集团赢得了经营Autolib自助电动汽车服务项目的合同。Autolib项目在巴黎市长贝特朗·德拉诺埃主导下推出，根据这一计划，巴黎将在全市投放3000辆电动汽车，并配套建设1120个电动汽车服务站点提供停放及充电服务。服务站点的建设已在夏季启动，2011年10月1日，博洛雷开始Autolib项目的试运营，并在12月正式向公众提供服务。可充电电池技术在当今的全球汽车产业中具有举足轻重的地位，全球电动汽车及混合动力汽车的产量都在逐年增长。仅法国汽车制造商雷诺公司一家，已合计投资40亿欧元（56亿美元）用于一系列电动汽车车型的研发制造。同时许多其他汽车制造商也将在下周法兰克福车展开幕期间，推出全新的电动汽车。
博洛雷认为，家族企业的性质使得他们能把投资放得更长远。自从1996年，博洛雷的公司已经在电池技术的研发上投资了15亿欧元。这些资金大多来自于博洛雷在非洲经营的运输和物流产业，以及法国地区的汽油分销。同时，博洛雷也通过对诸如Rue Imperiale控股公司等的财务投资获得了数十亿的丰厚收益。
Autolib项目将会受到整个汽车产业的高度关注。大规模的自助汽车服务项目从推行伊始就完全使用电动汽车，这在全球还是首次；德国的乌尔姆在早些时候推出了类似的大规模自助汽车服务，但其使用的是柴油动力汽车。对博洛雷的公司来，经营Autolib项目可能意味着将承受巨额的亏损。在对Autolib项目的竞标中，博洛雷本并不被大家所看好，但是由于他许诺向消费者提供更为廉价的电动汽车租赁费用，最终获得了Autolib项目的经营权。
环保领域的新贵
巴黎市政府将承担大部份电动汽车服务站的建设，而博洛雷将一次性花费约合1.05亿欧元，提供电动汽车及汽车电池；同时在之后承担每年0.8亿欧元的营运成本。巴黎市政府一份最新的调研报告表明，政府对这一新兴自助电动汽车租赁服务的前景将非常乐观。根据这份报告，Autolib项目将每年为博洛雷的公司带来0.33亿欧元的收益。但事实上，一旦市场反应未如预期的理想，这一项目极可能颗粒无收，甚至造成0.6亿的年亏损。同时，Autolib项目也是博洛雷公司第一次经营面对大量终端消费者的业务，他将直接面对并承担诸如蓄意破坏或者故障等问题。
不过，博洛雷此举的真正目的是展示其公司的电池技术。他的公司已经开发了一种称作锂金属聚合物（LMP）的可充电电池。这种电池技术不同与当今汽车行业中运用最广泛的锂离子电池。由于LMP电池更加安全，博洛雷满怀期望并坚信自己的电池更加优越。当锂离子电池过热时，可能会导致爆炸，这在过去的笔记本电脑上发生过。为此汽车制造商们装配了安全设施来防止电池过热。
博洛雷的LMP电池被认为在反复充电放电的极限状态下拥有更稳定的表现。至今，只有欧洲的两家汽车厂商见识过这种博洛雷公司独家制造的电池。一位汽车行业主管认为，尽管LMP技术在安全方面的确引人注目，但是它必须在加热状态下才能运转，如此即耗电，使用起来也不方便。
也许，与当今汽车产业的发展背道而驰看上去很荒唐。博洛雷说，在他赢得Autolib项目之前，人们很可能认为他和他的团队们冒险进入这一全新的领域的做法是疯狂的，但是这些人当时低估了他的公司在电能存储领域所拥有的技术水平。并且，如果随着使用电动汽车的消费者不断增长，安全因素被愈发关注，那么博洛雷德的LMP技术可能将成为主流，当然，前提是在Autolib项目中获得成功。