你相信吗?玻璃也可以发电!1.92平方米的玻璃每年至少可以发电310度。随着技术的进步,发电量仍在增加。有了这样的发电玻璃,千家万户就可以实现用电自由了!


这是中国开发的发电玻璃。它的神奇之处在于,它不完全依赖太阳能发电。只要有光,不管是太阳光、月光还是灯光,都可以发电。“有光就有电”是它最大的特点。


发电玻璃是如何诞生的?它的原理是什么?未来的应用前景如何?

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差点死掉的项目


说到发电玻璃,我们必须提到一个人。这是潘锦功博士。他毕业于四川成都电子科技大学。1996年,他有机会出国留学。他立即赶往美国新泽西理工大学攻读电子电气硕士和博士学位。


当时,中国在高科技领域与美国的差距非常明显。出国留学已经成为许多人实现抱负的捷径。尤其是对于那些致力于科学研究的人来说,美国的学术氛围和技术水平为他们的快速成长提供了便利。


潘锦功在美国留学期间,很快就爱上了一项新技术,那就是化镉薄膜的太阳能技术。简单来说,这项技术利用化镉,一种光电转化效率高的材料,将光能转化为电能,获得绿色清洁能源。

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最直接有效的方法是在玻璃上添加化镉涂层。几乎所有的建筑都使用玻璃,建筑上的玻璃会接触到大量的光源,这使得玻璃发电成为可能。


理论上没有问题,但在实践中并不容易实现。当时美国学术界对这项技术并不乐观。如果光电转化率不能提高,这类产品就没有实际应用价值。美国相关研究人员转化率低,商业生产不可行。


然而,潘锦功并没有放弃,而是下定决心与这项技术竞争。花了十年时间将光电转化率提高到14%。这一成就引起了美国科学界和能源界的广泛关注。新泽西理工大学也开始关注,并拨款成立研究中心,任命潘锦功为常务副主任。

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2006年,潘锦功在美国一个小村庄安装了发电玻璃,满足了12个家庭的用电需求。这个实验让潘锦成名,很多美国企业开始主动找他合作。


随后几年,潘锦功再接再厉,发电玻璃开始应用于美国的水产养殖和医疗行业,农场上的发电玻璃大大降低了生产成本。


美国国会官员甚至声称,这项技术关系到美国未来的能源安全,不允许泄露。它还为潘锦功提供了一个高年薪和科研实验室,但潘锦功拒绝将技术转移到美国。

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在这个过程中,印度企业也希望获得这项技术,直接出价1亿元,潘锦功也同样拒绝,他希望把这项技术带回中国。


2011年,引进四川省海外人才的“千人计划”开始实施。潘锦功下定决心要回国,但却遭到了美国的一再阻挠,甚至限制了他的个人自由。在中国大使馆的合理竞争和协调下,他终于摆脱了美国的纠缠,回到了祖国的怀抱。


这种经历很容易让人想起当年的钱学森,也是在外部势力的各种阻挠下,放弃了优秀的工资和生活条件,毅然回国。


但等待潘锦功的道路注定不会一帆风顺。

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回国创业,再次陷入困境


经过反复调查和论证,潘锦功在成都成立了一家专业生产发电玻璃的公司。但是当时这个产品太先进了,根本没有经过市场检验。很多投资公司对未来持观望态度,潘锦功的资金链很快就变得紧张起来。


就在这个时候,公司团队的高管甚至拿走了几千万的资金,潘锦功遇到了一系列的困难,比如银行贷款、矿山开发停止项目、公司账户被查封等。整个公司风雨飘摇,似乎随时都有可能倒闭。


在那段时间里,潘锦功甚至不愿意坐出租车。他宁愿挤公共汽车也省下钱来维持公司的运营。也许发电玻璃需要市场的认可,但他坚信这是未来能源发展的方向。

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他的努力不会白费。国家和地方政府对发电玻璃保持浓厚的兴趣,直接向他提供了1.45亿元的资金,彻底解决了前期项目研发的资金问题。潘锦功和他的团队终于走上了正轨。


经过科学研究,2018年,中国首条大面积发电玻璃生产线在成都投产,也是世界上第一条100兆瓦大面积化镉发电玻璃生产线。


2020年,中国明确提出“双碳目标”,计划在2030年实现“碳峰值”,在2060年实现“碳中和”。在这一目标的带动下,新能源产业呈现出快速发展的趋势,潘锦功及其发电玻璃迎来了新的发展阶段。

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现在,发电玻璃的光电转化率已提高到16%以上,实验室测试结果已超过20%,成都工厂年产量可达40万片,约80万平方米,仅2024年1-5月,收到的订单同比增长40%。


自2011年回国以来,潘锦功十几年的坚持终于开花结果,越来越多的发电玻璃得到了实际应用。在不断提高发电效率的基础上,它与建筑行业紧密结合,兼顾了作为建筑材料的特点,在机械强度、采光、保温、防噪音等方面取得了长足的进步。

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从第一代不透明的发电玻璃,到第二代彩色玻璃,再到定制图案,大理石系列玻璃可以直接用于建筑外墙。如今,第五代完全透明的发电玻璃已经投产。这种不仅是优质建筑材料,也是发电设备的新产品越来越受到市场的青睐。


在第24届冬奥会上,发电玻璃展示了自己的才华,建立了“奥运走廊”和“奥运示范项目”。这些项目展示了中国在绿色建筑领域的创新能力,也为新能源产业的发展提供了强有力的支持。


潘锦功和他的团队一起梦想着“在墙上建一个三峡水电站”,现在,这个梦想正逐渐成为现实。

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发电玻璃的前景


使用的核心材料是发电玻璃,利用化学反应获得化镉,然后将化镉制成薄膜覆盖在玻璃上。当光源照射到薄膜层时,薄膜层中会产生电子运动,从而实现发电。


与传统的煤、油等发电方式相比,化镉的性质非常稳定,更安全。同时,化镉具有良好的光吸收性能,在微光或低温环境下也能保持稳定良好的发电状态。


但是,它是一种稀有元素,世界上已经发现的储量也只有14万吨,一开始确实有人担心,如果原材料供应不足怎么办?

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事实上,只要人类还在炼铜,他们就会不断地得到它,因为它是从铜矿的矿渣中提取出来的。过去,这些矿渣被用作垃圾处理。现在,有了发电玻璃,铜矿渣有了新的价值。


对发电玻璃的需求不高,1GW的化镉薄膜光伏组件,只需40吨就足够了,即使全球每年需要50GW的产量,使用量也只有2000吨。


一旦发电玻璃自然报废,就可以再次回收,从这些“废品”中再次提取,回收率可达90%。

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经过这样的操作,发电玻璃的成本会降低,市场竞争力会更强。越来越多的建筑项目开始对此感兴趣。进入千家万户的发电玻璃也不是不可能。


除家庭用电外,发电玻璃在工业厂房、商业建筑、市政工程等领域得到了广泛的应用,目前,在上海、四川、河北等地区,发电玻璃已经取得了显著的经济和环境效益。


与此同时,发电玻璃也在积极参与国际新能源市场的竞争,但“出海”并不容易。由于发电玻璃仍然是一个新事物,世界上没有统一的标准。如果每个国家都有自己的标准,生产企业很难打开国外市场。

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2024年6月,来自中国、美国、日本德国澳大利亚等国家的行业专家在四川成都召开了建筑玻璃技术国际标准化组织年会,探讨了建筑玻璃技术的最新发展方向和未来趋势。


会上,制定一套国际流行的光伏建筑一体化标准已经成为与会者的共识。正是因为我国在发电玻璃领域取得了技术领先地位,我国才有了更多的话语权。


中国的技术创新必然会带动中国声音的影响力。从规则的跟随者到规则的制定者,我们肯定还有很长的路要走,但只有拥有绝对的实力,我们才能真正确立自己的地位。

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参考资料:


技术日报:“结构简单,碳含量低,这里的玻璃可以发电”


封面新闻:“一块玻璃每年发电310度 成都制造的发电玻璃促进了全球标准的制定|AI向新力的新力


四川工人日报:“八年攻克西方垄断技术,他把普通玻璃变成发电玻璃”