| 第46课 纳米技术给传统产业带来革命——锌：蕴藏巨大能量的金属燃料 |
【阅读材料】
锌：蕴藏巨大能量的金属燃料
《参考消息》2000年9月25日
【路透社纽约9月15日电】……目前原油价格已上升到自海湾战争依赖前所未有的高水平，法里斯说这正是告诉人们有这种新能源的最佳时间。他希望这种能源到2002年就能投入使用。
他说，他的公司开发出一种成本低、能量高并且不危害环境的从锌中提取能量的方法，并且已经多次向人们展示了锌为汽车、电网、移动电话和录音机提供能量的过程。
由于石油输出国组织的限产而导致油价连创新高，人们的注意力日益转向寻找替代能源。尽管从锌中提取能量的方法看似过于新奇，但这也是这一趋势的一部分。
希望在某个时候公开上市的雷维奥公司说，它已从尼亚加拉——莫霍克动力公司等大企业获得了7000多万美元的资金用于开发这个金属燃料项目，并且有足够的资金保证这一项目至少再进行一年，另外该公司还希望，它的展示活动将确保另外一轮的筹资获得成功。
雷维奥公司EVonyx子公司的商业开发经理道格拉斯·韦尔什在公司的一间办公室里把两根电线连接到一张薄薄的锡箔纸上，然后再把电线与一个写有“雷维奥”字样的轮子连在一起。只见轮子在锡箔的驱动下飞速运转起来。
韦尔什说：“当人们把三明治包在锡箔纸中时，它们不会想到这里面还蕴藏着能量。你有可能用这些东西给一部移动电话供电数小时。”
这项从金属中提取电能的技术，只需三样最基本的部件：一个阴极，一个阳极，再加上一个电解膜。雷维奥公司选择了锌作为发电的金属。这项技术不产生热也不需要热，并且供电的多少可以调整，多到为高层建筑供电，少到驱动汽车。
仅有的副产品是金属氧化物，这是一种无毒的物质，它能够很容易地还原为金属并且重新充上电。
自从80年代以来，包括世界上最大的汽车制造商通用汽车公司在内的很多公司都曾研究过这项技术，但是投入的数十亿美元研究与开发资金并没有把这项技术转化为商品，因为该技术的能量密度低，效率低并且供能时间太短。
但是，EVonyx宣称在过去的两年里使这项技术得到了改良，这家公司现在已经做到使汽车只充一次电就能在高速公路上跑1125公里。
这家公司说，未来几个星期之内它将测试一辆金属燃料汽车，把这辆车从底特律开到纽约。与此同时，它正在与一家亚洲的汽车公司商谈为10万辆小型摩托车制造金属供能部件的事宜。
【知识窗】
纳米技术给传统产业带来革命
陶瓷是我国一个古老行业，近年来国际陶瓷市场一片兴旺，仅建筑陶瓷一年贸易额就达50亿美元，但我国陶瓷行业因为技术含量低在市场上受到冷遇。专家认为，把纳米技术应用到陶瓷工艺中去，生产纳米复合或纳米改性的高科技陶瓷，将有巨大的市场前景，为我国陶瓷业的复苏带来了新的机遇。而实际上，纳米陶瓷已经在我国面世，纳米陶瓷的烧结温度比常规陶瓷降低了400摄氏度。而在德国，制成的纳米陶瓷断裂韧性提高了25%。在不太长远的日子里，科学家将会研制出这样的陶瓷：坚硬无比，同时也摔不碎，砸不烂。
环保行业如今越来越被世人所关注，我们知道，空气中超标的二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影响人类健康的有害气体。工业生产和汽车中使用的汽油、柴油，由于含有硫在燃烧时会产生二氧化硫气体。纳米技术可以制成非常好的催化剂，其催化效率极高。经它催化的石油中硫的含量小于0.01%，达到国际标准。燃煤中也可以加入纳米级助烧催化剂，帮助煤充分燃烧，提高能源的利用率，杜绝有害气体的产生。纳米技术用于汽车尾气，有极强的氧化还原性能，是其他任何汽车尾气净化催化剂所不能比拟的，使汽油燃烧时不产生一氧化硫和氮氧化物，根本无需进行尾气净化处理。
我们一方面面临水资源紧张的窘态，另一方面水污染问题又十分严峻地摆在我们的面前。污水治理就是将污水中有毒有害物质除去。但传统的水处理方法效率低，成本高，存在二次污染等问题。一种新型的纳米级净水剂具有很强的吸附能力，是普通净水剂的10—20倍。它可以将污水中的悬浮物和铁锈、异味等污染物除去。同时通过纳米孔径的过滤装置，还可以将水中的细菌、病毒去除，因为细菌、病毒的直径比纳米大，可被过滤掉，而水分子以及水分子以下的矿物质、元素则被保留下来。经过净化后的水体清澈、没有异味，成为高质量的纯净水，完全可以饮用。纳米材料还可降解有机磷农药、城市垃圾等。
此外，在生物医学方面，纳米材料更是潜力巨大。它甚至超过信息技术和基因组工程，成为21世纪决定性的技术。人类控制基因的实现必须以纳米技术作为支撑和依赖，纳米技术可以在微小尺度里重新排列遗传密码，基因生物制作技术就是典型的纳米和基因生物学结合的产物。人类可以利用基因芯片迅速查出自己基因密码中的错误，并迅速利用纳米技术进行修整，使人类可以消灭各种遗传缺陷的那一天得以真正实现。还有仿生学将是纳米技术大展宏图的领域，人类可以制造出在细胞水平工作的纳米机器人，并将其放入我们体内，它可以在血液和细胞中工作，帮助我们清除垃圾和病灶，还我们一个健康的身体。
未来的某一天，现有的硅质芯片将被体积缩小数百倍的纳米管元件所代替，现在的像“银河”那样的巨型计算机小到可以被随手放进口袋；而美国国会图书馆的全部信息，将被压缩到一个糖块大小的设备中。甚至星际旅行也将因为纳米技术变成现实，宇宙的奥秘将在纳米技术的推动下迅速被人类揭晓。
【能力场】
⒈人们为什么转向从锌中提取能量？
⒉从锌中提取能量是否容易？
⒊为什么说，锌作为燃料不污染环境？
【导航灯】
本文是一篇浅显易懂的文章。首先要把握住文章的中心，即用锌作为燃料，提供能量；接着寻找锌作为能量的燃料有哪些益处；然后再分析这项技术的实现有哪些难度，为什么以前没有成功。
【操练台】
⑴这项技术如果实现，有哪些益处？
⑵这项技术需要哪些基本的部件？
⑶这项技术的实现现在已经达到怎样的程度？
⑷阻碍这项技术发展的关键因素是哪些？
⑸这项技术的运用前景如何？
【写作室】
从锌中提取能量是一项诱人的技术，假如获得成功，你能设想一下，下个世纪将是什么样的？请你写一篇700字以内的文章。
【参考答案】
能力场参考答案：
⒈因为石油价格的飞涨，居高不下，导致能源危机，所以要寻找新的替代能源。
⒉从锌中提取能量，就目前情况而言，应该说不容易。但如果掌握了新技术，也许会变得容易。任何新技
术的产生的发展都证明了这一点。
⒊因为仅有的副产品是金属氧化物，它是一种无毒的物质，能够很容易地还原为金属并且重新充上电。
操练台参考答案：
⑴成本低廉，能量高并且易于控制，不产生污染，使用方便。
⑵阴极、阳极和电解膜。
⑶充一次电，可以让汽车在高速公路上跑1125公里。
⑷能量密度低，效率低，供能时间太短。
⑸多到给高层建筑供能，少到给汽车供电，前景广阔。
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