第二章科技新潮3
磁流體發電
磁流體發電是一種用熱能直接發電的發電方式。它的基本原理，是使高溫導電流體高速通過磁場，切割磁力線，於是出現電磁感應現象而使得導體中出現感應電動勢。當在閉合回路中接有負載時，就會有電流輸出。磁流體發電不像傳統的火力發電那樣，要先將熱能轉換成機械能，然後再將機械能轉換成電能。而是直接將熱能轉換為電能。
在磁流體發電裝置中，找不到高速旋轉的機械部件。當導電流體高速通過磁場時，流體中的帶電質點便受到電磁力的作用，正、負電荷便分別朝著與流體運動方向及磁力線方向相互垂直的兩側偏轉。在此兩側分別安置著電極，並且它們都與負載相連，這時導電流體中自由電子的定向運動，就形成了電流。
高速通過磁場的導電流體可以是氣體（如燃氣或惰性氣體）。常溫下的氣體通常是不是導電的，必須將氣體的溫度提高到6000℃以上，才能使氣體電離而形成導電的等離子體。所謂等離子體，就是由熱電離而產生的電離氣體。
氣體的導電性能是與由氣體電離而產生的自由電子數量直接相關的。在高溫條件下，氣體的分子或原子最外層的電子由於熱激發而脫離分子或原子，分離成自由電子和正離子。自由電子的數量越多，則氣體的導電性能越好。
用一般的燃燒使氣體達到這樣高的溫度十分難，並且現有的電極材料和絕緣材料也難以承受這麼高的溫度。所以，通常是在溫度不超過3000℃的燃氣或氬、氦等惰性氣體中，摻入少量的電離電位較低的堿金屬元素（如銫、銣、镓、鉀、鈉等）作為添加劑。這些元素的原子在不超過3000℃的較高溫度下就能產生電離，使氣體達到磁流體發電所需的電導率。
磁流體發電機由三個主要部件組成：一是高溫導電流體發生器，在以燃氣為高溫導電流體的磁流體發電機中，高溫導電流體發生器就是燃燒室；二是發電和電能輸出部分，即發電通道；三是產生磁場的磁體。
磁流體發電機也許多優點：結構緊湊，體積小，發電啟停迅速，對環境的汙染小等等。可作為短時間大功率特種電源，用於國防、高科技研究、地質勘探和地震預報等領域。目前世界上研製成功的磁流體發電試驗機組的熱效率雖然隻有6%～15%，但它可作為前置級而與現有蒸汽發電廠組成磁流體-蒸汽聯合循環發電站，這樣就從理論上使熱效率提高到50%以上。隨著核電的發展，還可以利用核反應堆產生的熱能來實現原子能-磁流體發電，以提高核電站的發電效率。
很多國家都十分重視磁流體發電的開發和研究。前蘇聯利用天然氣作為燃料，於20世紀70年代建造了第一座工業性磁流體-蒸汽試驗電站，最高輸出功率達2萬千瓦；80年又建成了總輸出功率為582萬千瓦的天然氣磁流體-蒸汽聯合循環示範商業電站。美國從1959年開始，就大力開發磁流體發電。日本、澳大利亞和印度等國也在磁流體發電的研究方麵也有了長足的發展。
我國的這項研究起步較早，在20世紀60年代初就開始燃煤磁流體發電的研究。從1987年開始，磁流體發電正式列入國家“863”高技術研究發展計劃，由中國科學院電工研究所、電子工業部上海成套研究所、東南大學熱能研究所等有關單位分工合作，對燃煤燃燒室、發電通道、超導磁體、逆變器、特種鍋爐、添加劑回收與再生、中試電站的係統分析與概念設計以及電極與絕緣材料進行研究，並已取得了較大進展。中科院電工所2號磁流體發電試驗機組的發電功率達到了世界先進水平。
磁流體發電是建立在高技術基礎之上的一項綜合性技術，對於這項新技術的研究和實施，必須以強大的工業生產和先進的工藝技術為基礎。才能克服在其技術上的種種困難，使它能進行實際應用。相信不久的將來，磁流體發電的普遍開發利用能給人們的生活帶來很大的改善。
太陽能空間電力站
科學家們經過仔細地研究，發現太陽光經過大氣層到達地球表麵時，其中有1/3左右的光能被反射回空間去。因此，在大氣層以上接收太陽能，可以比在地麵接收的太陽能多出4倍以上。於是，科學家們萌發了一個大膽的設想——把太陽能發電站建到太空中去。
為此，裝載太陽能發電站的太陽能動力衛星必須發送到距地麵36萬千米的地球同步軌道上去。衛星繞地球飛行一圈所用的時間，正好與地球自轉一周的時間相同，是24小時。
在動力衛星上裝有巨大的太陽能電池板，能夠將太陽能直接轉換成電能，並且將電能轉換成微波能而發回地麵；地麵接收站通過巨型天線，將這些微波能重新轉換成電能。
現在，人類已掌握的空間技術，建造發電能力從2500兆瓦到1萬兆瓦的各種太陽能空間電力站已不再是夢，美國在20世紀70年代初期就發射了一顆裝有147840個太陽能電池的動力衛星，可發電115千瓦。它與裝在“阿波羅”飛船上的另一個發電能力為113千瓦的太陽能發電裝置相似。
當然，目前要建造大型太陽能空間電力站，從技術上說還存在一定的困難。比如說，一個發電能力為1000萬千瓦的空間電力站，所需用的太陽能電池板麵積為64平方千米；而與此同時，把微波能發送到地麵的列陣天線，占地麵積也需2平方千米左右。另外，對於巨大的動力衛星，必須把它拆開以後運送到太空，然後再進行組裝；而衛星安裝好了以後，還要定期地進行保養和檢修。這樣，就必須擁有像航天飛機那樣能往返於地球和太空之間的特殊運輸工具。
所有的這一係列問題，還有待於科學家們的努力才能進一步解決。
新穎的太陽房
從都希望生活在一個冬暖夏涼的環境中，於是人們冬天取暖，夏天開空調。為此，就會消耗能量，所消耗的能量約占人類能源總消耗量的1/4，這是個多麼巨大的數字。年複一年，日複一日，千家萬戶要用去多少寶貴的能源啊！使用煤和石油產品造成的環境汙染，影響人的健康。在科學技術高度發展的今天，人類希望用取之不盡而又幹淨的太陽能來解決自己住房的供暖和降溫的難題，讓我們賴以生存的住房冬暖夏涼更加舒適。於是，人們對太陽房越來越感興趣，許多國家的科學家競相研究，有的已經建起了各式各樣的太陽房。
太陽房包括兩大類：一種是被動式太陽房。這種太陽房必須設計出窗戶的最佳尺寸和最佳位置，並要采用較好的絕熱材料，使室內保溫，從而冬暖夏涼。另一種是主動式太陽房。這種太陽房設有各種裝置，從而更好地吸收太陽能。在一些國家已經出現了先進的多功能太陽房，它不僅可以利用太陽能來取暖、空調和提供熱水，而且連住宅裏各種家用電器所需要的電力，也都由太陽能提供。構思巧妙的各種新型太陽房，讓你感到特別有意思。