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第11章 绿色能源为新科技助力(3)

意大利研究发现,在汽车废气环境中达6小时的男性,体内的雄激素水平不会发生改变,精子的活动能力却会下降。这说明,男性长期在高浓度的汽车废气环境中工作,将会影响其生育能力。并且汽油车排出的颗粒物及气体冷凝物的有机提取物均有较强的致突变性,以间接致突变性为主;柴油车和助动车排出颗粒物表现出较强的直接致突变作用。另外,研究发现,汽车尾气密切接触的人群比对照人群明显存在遗传毒效应。

讲完汽车尾气排放的外在污染之后,我们再来看一下汽车的车内污染。当越来越多的人成为“有车一族”时,“车内污染”这个多少有点陌生的词开始引人关注。专家指出汽车内常见污染物总称为总有机挥发物,它主要有甲醛、苯、甲苯、乙苯等数种有害物质,可影响中枢神经系统功能,产生头晕、头痛、嗜睡等症状,严重时甚至可损伤肝脏和造血系统。更可怕的是,这些有害物质会使人在不知不觉中中毒,可谓人体健康的“隐形杀手”。

造成车内污染的主要原因有两个。一是汽车内的空间小,因此,在同等密度的污染下,车内污染就更严重。二是目前我国还缺少相关的法规,只能参考室内空气污染指标。这使得汽车生产商、销售商都不太重视车内污染的问题,甚至消费者也不以为然。比如,感到汽车有异味,就用香水、空气清香剂等遮盖气味,很少想到这可能会影响自己的健康。

车内污染的主要来源也是两个方面:一是汽车本身,即汽车使用的各种配件和材料,如安装在车内的塑料件、地毯、车顶毡、座椅等,如果不严格按照环保要求,其中含有的有害物质会直接造成车内空气污染。二是车内装饰,比如座套垫、胶粘剂等,如果这些装饰材料中含有的有害气体苯、甲醛、丙酮、二甲苯等,就可不同程度地造成车内空气污染,威胁到人体健康。

那么,如何才能清除车内污染呢?其实方法很简单。例如在驾驶新车的半年内,最好不要紧闭车窗行驶,并且少用空调,加强车内通风换气,以便车内有害物质尽快消散;如果有车库,可以在不开车的时候经常打开汽车门窗通风;严格选择车内装饰物,拒绝过度装饰,以免把装饰物中的有害物质带到车内,并且新购车套等纺织品容易含有甲醛,最好先用清水漂洗以后再使用;不要在车内放置香水等化学制品,因为其本身就具有一定的污染性,而且这样做只能起到遮盖车内异味的作用,并不能清除车内空气污染;慎用车内空气净化器等设备。它能够在一定程度上降低车内污染,但是一定要注意选择有效果和副作用小的设备;如果发现新车内有长久不散的异味,驾驶新车一段时间以后发现有眼睛、呼吸道不适甚至头晕等症状,就应该进行车内空气质量检测,以尽早发现和清除车内污染源,以免造成健康危害。

“绿色汽车”成员多

绿色汽车是环保型汽车的美称。通常是指那些开发过程无污染,使用健康且安全,不会破坏环境和生态,在特定的技术标准下生产出来的汽车产品。它对汽车生产基地、汽车能源、汽车尾气的要求,对汽车从生产、销售到废品回收的整个过程的要求,以及对环境、生产技术、安全等方面的要求,都有一定的国际标准。目前国际上与绿色汽车相类似的叫法有很多,如称之为“环保汽车”或“清洁汽车”等。虽然叫法不同,但实质上差别不大,都是要求生产健康无污染的汽车,这是一种既追求保护环境,提高汽车安全性,又容易被广大消费者接受的产品。目前世界主要汽车生产厂家相继开发出了电动车、混合动力车、天然气车、甲醇燃料车等多种低污染甚至零污染的新车型。美国一家公司开发出控制发动机排放物的新技术,在减少废气排放物的同时,继续保持了发动机原有的工作性能和可靠性,具有环保、高效的效果。发动机用户只要花费少量的开支,略微改装一下零部件,就可以使新技术很好地与发动机内部的电子部件核燃料系统相互协调运作。改装后的发动机安装更为简便,噪音可以减少50%。在科学家的努力下,“绿色”汽车可以说是家族大,成员多,下面就让我们深入它们的家族内部看个仔细。

1.混合动力汽车

混合动力是指那些采用传统燃料的,同时配以电动机、发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同,主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上,混合动力车辆的主流都是汽油混合动力,而国际市场上柴油混合动力车型的发展也很快。

2.纯电动汽车

电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车,大部分车辆直接采用电机驱动,有一部分车辆把电动机装在发动机舱内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,其难点在于电力储存技术。本身不排放污染大气的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其他污染物也显著减少,由于电厂大多建于远离人口密集的城市,对人类伤害较少,而且电厂是固定不动的,对于集中的排放,清除各种有害排放物较容易,也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力、风力、光、热等,解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,这样便大大提高了纯电动汽车的经济效益。正是这些优点,使电动汽车的研究和应用成为当今汽车工业的一个“热点”。

3.燃料电池汽车

燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池的能量转换效率比内燃机的要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护方面考虑,燃料电池汽车是一种理想的车辆。但是单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的功率,这样才能满足车辆使用的要求。

4.氢动力汽车

氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具,排放出的是纯净水,其具有无污染、零排放、储量丰富等优势,因此,氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力汽车相比,氢动力汽车成本至少高出20%。

几乎所有的世界汽车巨头都在研制新能源汽车。电曾经被认为是汽车的未来动力,但蓄电池漫长的充电时间和重量使得人们渐渐对它兴味索然。所以目前的电与汽油合用的混合动力车只能暂时性地缓解能源危机,只能减少但无法摆脱对石油的依赖。这个时候,氢动力燃料电池的出现,犹如再造了一艘诺亚方舟,让人们从危机中看到无限希望。

5.燃气汽车

燃气汽车是指用压缩天然气、液化石油气和液化天然气作为燃料的汽车。燃气汽车由于其排放性能好,可调整汽车燃料结构,运行成本低、技术成熟、安全可靠,所以被世界各国公认为当前最理想的替代燃料汽车。

以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。我国应尽快组织力量,制定出国家级燃气汽车政策。考虑到我国能源安全主要是石油的状况,发展包括燃气汽车在内的各种代用燃料汽车,已是刻不容缓的事。

6.太阳能汽车

在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置,它就是太阳能电池板。平常我们看到的人造卫星上的铁翅膀,也是一种供卫星用电的太阳能电池板。太阳能电池依据所用半导体材料不同,通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等,其中最常用的是硅太阳能电池。硅太阳能电池有圆形、半圆形和长方形等多种样式。在电池上有像纸一样薄的小硅片。在硅片的一面均匀地掺进一些硼,另一面掺人一些磷,并在硅片的两面装上电极,在阳光的照射下电极之间产生电动势,然后通过连接两个电极的导线,就会有电流输出。它就能将光能变成电能。

绿色出行更节能

从环保的角度来讲,一辆车的整个生命周期对环境的影响都是非常大的。首先,在设计阶段,为了设计它要耗费大量的能源和材料。其次,在制造过程中,不仅消耗能源和材料,还会产生废物。第三,使用过程中,消耗能源并造成空气污染。最后,汽车报废时,可产生废物。尽管我们不可能不用汽车,但明白了这一点,我们可以在日常生活中注意环保细节,从而让自己的生活更绿色、更环保那么,我们究竟该如何做呢?

首先就是购买环保汽车。如果我们的家庭打算购买汽车,那么最好选择环保节能的车型——小排量汽车。小排量汽车具有3大优点:第一,节能。小排量汽车油耗量基本上在每百千米6升以下,节能效益十分明显。第二,环保。目前机动车尾气排放已成为很多城市空气污染的主要来源,而小排量汽车排放的汽车尾气相对较少。第三,经济。小排量汽车称得上是最佳的城市用车,价格便宜,一般在8万元以下,在家庭经济承受范围之内。同时,可降低制造的材料成本。

除了小排量汽车,市场上的环保节能型车也可比较动力类型,比如电动、天然气、混合动力和生物燃料(乙醇)车等。它们与汽油车相比,污染小甚至无污染。电动车在行驶时不排放任何污染物,天然气车废气排放远低于汽油车,混合动力车在市区用电力驱动可减少市区空气污染,生物燃料车可减少废气排放80%。

其次就是出行。如果我们出门一定要驾驶汽车,那么就应当在使用过程中注意绿色环保细节。并且尽量选择公共交通出行。

第三就是洗车的问题。驾驶汽车当然免不了洗车,否则蓬头垢面的汽车也不好看。而且洗车也可防止汽车加速老旧,比如生锈等问题。不过,洗车时应注意节水的问题,并且要注意使用环保洗车液等细节,以最大限度地保护环境。

绿色照明——LED照明

19世纪后半叶,人们开始试制用电流加热真空中灯丝的白炽电灯泡。1879年,美国的大发明家爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯,率先将电光源送入家庭。到1878年物理学家和化学家斯旺试制成功了第一只白炽电泡至今,人类使用白炽灯泡已有130年的历史了。可是随着它带来的光明,也同时给人类带来了能源上的很大浪费。

2007年,澳大利亚政府推出了一项逐步采用节能荧光照明设备,以减少温室气体排放的计划,从2010年开始禁止使用白炽灯泡。这是世界上第一个打算淘汰白炽灯泡的计划。为了节能,为了环保,白炽灯泡终将被历史所淘汰。

提起白炽灯其实人们都不会陌生,它是将电能转化为光能,以提供照明的设备。其工作原理是:电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000多摄氏度)时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上,灯丝处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样地发出光来。灯丝的温度越高,发出的光就越亮。但是,从能量的转换角度看,白炽灯发光时,大量的电能将转化为热能,只有极少一部分(约20%)可以转化为有用的光能。为了节能,为了环保,所以科学家们不辞辛苦的研制出了能够更好的替代白炽灯的节能灯。

节能灯是指将荧光灯与镇流器(安定器)组合成一个整体的照明设备。节能灯的正式名称是稀土三基色紧凑型荧光灯,20世纪70年代诞生于荷兰。这种光源在达到同样光能输出的前提下,只需耗费普通白炽灯用电量的20%至25%,从而可以节约大量的照明电能和费用,因此自诞生以来受到越来越多的人喜爱。但节能灯使用的镇流器在产生瞬间高压时,会产生一定的电磁辐射。节能灯的电磁辐射还来自电子与汞气发生的电离反应,同时,节能灯需要添加稀土荧光粉,由于稀土荧光粉本身有放射性,节能灯还会产生电离辐射(即放射线核辐射),相比电磁辐射对人体侵害的不确定性,过量放射线核辐射对人体危害更值得关注,所以人们又开始寻求一种能够替代节能灯的更好的灯具。

功夫不负有心人,人们又研制出一种LVD(LVD,低电压指令的英文首字母缩写。)无极灯,这种灯没有传统光源的灯丝和电极,主要由高频发生器、功率耦合器和玻璃泡壳三部分组成,通过电磁感应方式将能量耦合到灯泡内,是综合功率电子学、等离子体学、磁性材料学等理论开发出来的高新技术照明产品。灯泡内充有适量的特种气体,高频能量使之电离或激发,激发后的原子从较高能级返回基态时,发出紫外光子,紫外光子激发泡壳内壁的荧光粉产生可见光。

LVD无极灯的显著优点是:超长的寿命、高光效、高功率因素、稳定光通量输出、高可靠性、高显色性、低谐波含量、低温快速启动、宽色温范围、瞬时再启动、无频闪和无眩光。所以能够为用户带来以下好处:高效节能、降低换灯成本、大幅度减少维护费用等等。LVD无极灯完全符合国内与国际标准,各种不同系列和型号的LVD无极灯完全能够满足商业室内或户外、工业、社会公共机构及公用基础设施的照明。在白炽灯被世界各国禁止使用的情况下,LVD无极灯成为目前高效节能光源的最佳选择,已经成为运作合同能源管理模式的理想产品。

说到无极灯,一定要提的就是高频无极灯,人们对这个称呼可能很陌生。高频无极灯是由激励电源、功率耦合器和灯泡三部分组成,激励源产生一个2.65兆赫兹的电频电流,它经馈线送至功率耦合器。当高频电流通过功率耦合器时,产生一个高频电磁场。变化的磁场即产生一个垂直于磁场变化的电场,使灯泡内部放电空间的电子被电场加速,当能量达到一定值时,与容器内的气体分子发生碰撞,灯泡内气体雪崩电离形成等离子体。等离子体受激原子返回基态时,自发射出紫外光,它激发灯泡壁上的荧光粉发出可见光。因其工作在高频高压状态下,所以它的制造难度大于LVD无极灯,技术含量相对要高。

但是在当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源依然是我们未来面临的重要问题,在照明领域,无极灯还是不能达到人们最理想的状态,这之后LED(LED,发光二极管的英文首字母缩写,是一种可直接将电转化为可见光的固态半导体器件。)发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,21世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

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