通用借3D打印开发出仅有桌面大小的高效环保CO2涡轮发电机

如何满足社会越来越高的能源需求是全世界都正在面对的挑战。在这方面，科技巨头通用电气（GE）似乎已经找到了一种可行的解决方案 — 他们已经借助3D打印技术开发出了一种可运行的涡轮机原型。它的亮点有两个，第一是尺寸很小，和书桌差不多大，所以有很大潜力直接安装到家庭中，从而方便高效地提供电能；第二是绝对环保，因为它使用的不是蒸汽而是CO2，驱动力则是其它能源散发出的废热。

事实上在应用3D打印方面，GE已经是绝对的领先者了。早在2015年，他们就投资2亿美元在印度开设了一座先进的3D打印工厂，不久之前又在美国匹兹堡开设了一座3D打印研究中心，所以此次的3D打印涡轮机原型能够取得成功并不奇怪。

据南极熊了解，这种金属涡轮机原型是GE首先通过在纽约的环球研究中心3D打印出塑料模型，再通过传统的铸造工艺做出来的。上图就是模型和它的首席开发工程师Doug Hofer。最终的可以运转的涡轮原型重约150磅，不过就涡轮来说还是轻多了。

相比于制造方法，这种涡轮产生能量的方式更值得关注。就像前文所说，它采用的是废热而不是传统的蒸汽。具体来说就是在极高的压力和近700℃环境下储存的超临界态CO2。这种状态的CO2介于气态和液态之间，具有很高的热传导性，所以能源转化率很高，可以达到近50%，超过了传统蒸汽涡轮的40%许多。另外，这种方法的速度也很快，只需几分钟就能开始发电，而传统涡轮需要至少30分钟。

更值得关注的是，这种涡轮使用的CO2是不会被浪费掉的。它在被利用后会冷却，然后经重新加压升温再次返回到涡轮内循环发挥作用。其中的升温部分是通过利用太阳能与核能等其它能源的废热融化盐类实现的 — 这令其成为了既高效又清洁的能源生成（发电）装置，而这恰好是目前全世界都最需要的。

在Hofer看来，如果与聚光太阳能系统结合起来，这种CO2涡轮的能量循环甚至可以创造出一种完全的闭环 — 由于CO2可以持续流动，所以涡轮机从理论上来说便可以不停运转下去。另外，这种涡轮还能够成为能源网储备的重要组成部分，因为它的启动和停止都十分快速，可以很好地应对能源需求，而这是其它可再生能源很难做到的。

不过，这种CO2涡轮仍处于开发初期，所以要说实际应用还为时尚早。目前，GE的开发团队正在与美国能源部和其它政府机构联合对其进行测试，但他们也已经明确表示，这种涡轮的确可以规模化，产生近500兆瓦的电能 — 足以满足一整座城市的需求。

好消息是，相关的测试有望在2016年结束前全部完成。在那之后，GE便会决定这种CO2涡轮的商业化方案。考虑到在接下来的20年内，全世界对能源的需求有可能会增加近50%，这种高效环保的小型能源发生装置出现的正是时候。就让我们共同期待它真正成功的那一天吧！

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