田學(xué)科(本報駐美國記者)8月，美國對頁巖氣的開采已占天然氣開采總量的約四分之一，據(jù)稱到2035年這一比例將提高到約50%。而到2015年美國將超越俄羅斯成為全球最大天然氣生產(chǎn)國。有外媒評論，美國的頁巖氣成功開發(fā)極有可能成為全球頁巖油氣開發(fā)的“引擎”，驅(qū)動能源產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)一場革命。
加州大學(xué)洛杉磯分校將聚合物太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率由2011年的8.6%提高到10.6%，新電池含有能吸收可見光和紅外線的兩層光伏薄膜，可用于建筑物墻壁和窗戶；佛羅里達大學(xué)嘗試對石墨烯材料摻雜三氟甲基磺酰胺，處理后的石墨烯太陽能電池能量轉(zhuǎn)化率高達8.6%，創(chuàng)造了全新的轉(zhuǎn)換紀(jì)錄；國家可再生能源實驗室利用納米技術(shù)制成了轉(zhuǎn)換效率可達18.2%的黑硅太陽能電池，首次證明借助納米結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體也能制成性能良好低成本的太陽能電池；萊斯大學(xué)利用納米粒子可直接將太陽能轉(zhuǎn)換成蒸汽，甚至可從冰水產(chǎn)生蒸汽，并擁有24%的綜合能效；而使用新概念設(shè)計出的一種由砷化鎵制成的太陽能電池模型，已取得了高達28.3%的轉(zhuǎn)化效率；用鎢絲制造的設(shè)備可直接利用陽光的熱能發(fā)電，其光電轉(zhuǎn)化效率高達37%，性能優(yōu)于目前最好的硅基太陽能電池。
科學(xué)家利用光以波的形式流過金屬表面并與金屬相互作用原理，設(shè)計出一種新焊接技術(shù)，依據(jù)表面等離子體光子學(xué)采用一束簡單的光將納米線焊接在一起，有望促成新式電子設(shè)備和太陽能設(shè)備的出現(xiàn)；麻省理工學(xué)院找到一種可降低硅厚度的新途徑，在保持電池高效的基礎(chǔ)上最高變薄90%，從而降低薄膜太陽能電池的制造成本。
3月，由國家點火裝置所發(fā)射出的激光在經(jīng)過最后一個聚焦透鏡后達到2.03兆焦，成為世界上首個2兆焦能量的紫外激光，即使在經(jīng)過光學(xué)損耗后，其射于靶室正中心的激光也高達1.875兆焦，成為目前最亮的“人造太陽”。而12月，國家點火裝置扭轉(zhuǎn)研究方向，焦點由“能源”變?yōu)榱?ldquo;核武器”。眾多物理學(xué)家情感和理智都難以接受而對這一決議大加批評，認為政府考慮輕率，對核聚變能源的探索將使美國在新一輪科技競爭中站穩(wěn)腳跟，更有可能推動人類文明的進程。而現(xiàn)在卻選擇了保持自己威懾力的武器庫。
洛斯阿拉莫斯國家實驗室等機構(gòu)首次演示了利用熱管冷卻小型核反應(yīng)堆，借助平頂裂變實驗產(chǎn)生了24瓦電力，并驅(qū)動了內(nèi)華達國家安全網(wǎng)站設(shè)備的斯特林引擎，總花費不到100萬美元。這次成功演示證明，可靠的小型核反應(yīng)堆有望被用作新型太空飛行動力系統(tǒng)。
能源部布魯克海文國家實驗室開發(fā)出用于電解水的催化劑，采用相對廉價的材料解決了從清潔水中獲取氫氣的問題，研發(fā)的鎳鉬氮化物催化劑為納米片狀結(jié)構(gòu)，開啟了新的有效氫催化模式；薩瓦那河國家實驗室利用含三氫化鋁的輕型材料制成了小型儲氫容器，該材料具有極高的儲氫能力，還具有較低的質(zhì)量和有利的放電狀態(tài)。實驗證明其氫釋放率適合為小型商用燃料電池提供動力，為未來大規(guī)模制造便攜式發(fā)電系統(tǒng)鋪平了道路，在軍用和商用領(lǐng)域都可能得到應(yīng)用；羅徹斯特大學(xué)將一種納米晶體與廉價的鎳催化劑結(jié)合，改進了一種光照制氫系統(tǒng)，穩(wěn)定性強、能持續(xù)生產(chǎn)氫氣且成本低廉。
為解決核廢料存儲問題，科學(xué)家研制出一種晶體化合物“圣母大學(xué)硼酸釷-1(NDTB-1)”，能安全地吸收核廢料中放射性離子。一旦這些放射性粒子被捕捉到，其可以與同樣大小的、帶電荷更多的材料相交換，將核廢料回收再利用，這為核廢料“變身”清潔燃料掃清了障礙。
勞倫斯伯克利國家實驗室利用一種對人類無害的病毒，開發(fā)出將機械能轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。其利用特別設(shè)計的病毒涂在電極上，用手指輕敲郵票大小的電極，病毒即會將敲擊的力量轉(zhuǎn)換成電流。新技術(shù)首次向個人發(fā)電機、在納米器件中使用驅(qū)動器及基于濾過性毒菌的電子設(shè)備邁出富有前景的一步；佐治亞理工學(xué)院開發(fā)出一種透明的柔性摩擦發(fā)電機，這種微型發(fā)電機能“感覺”到一根羽毛飄落下來產(chǎn)生的壓力，能將散步這類機械能轉(zhuǎn)化為電，能用來制造自供電的觸摸屏，在電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)療設(shè)備制造等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
萊斯大學(xué)研究人員開發(fā)出一種幾乎可以噴涂在任何物體表面上的鋰離子電池。這種可充電電池組成的噴漆，每一層都代表著傳統(tǒng)電池的組件；倫斯勒理工學(xué)院的研究人員將世界上最薄的材料石墨烯制成一張紙，用激光或照相機閃光燈的閃光震擊，將其弄成“千瘡百孔”狀，致使該片材內(nèi)部結(jié)構(gòu)間隔擴大，以允許更多的電解質(zhì)“潤濕”及鋰離子電池中的鋰離子獲得高速率通道的性能。這種石墨烯陽極材料比如今鋰離子電池中慣用的石墨陽極充電或放電速度快10倍，甚至在超過1000個充電/放電周期后仍能成功運行。
