2017年10月24日 星期二

特斯拉推出「便宜又大碗」的太陽能屋頂,比傳統屋頂堅固還便宜兩成!

特斯拉推出「便宜又大碗」的太陽能屋頂,比傳統屋頂堅固還便宜兩成!

根據 inhabitat 的報導 ,特斯拉推出了他們的新款太陽能屋頂,而一平方英尺(約等於台灣的 0.03 坪)的太陽能屋頂只要價 21.85 美元(約為台幣 660 元),如果將安裝這個屋頂所省下的電費與政府補貼一併算起來的話,這個屋頂比正常的屋頂還便宜了兩成。
至於這種屋頂看起來如何?特斯拉製造這種屋頂時,利用將玻璃覆蓋於太陽能機構上方,讓這個屋頂看起來就跟普通的屋頂一樣,但其實以品質而論好上許多。
這次特斯拉推出的新太陽能屋頂無論從品質上或是價格上都非常具有競爭力。根據消費者報告(Consumer Reports)在之前提出的報告,太陽能屋頂每單位的售價應該要訂在 24.5 美元(約為台幣 741 元),才有辦法跟傳統屋頂競爭,而很顯然特斯拉新屋頂的訂價已經成功達到──而且超越了這個目標。
除此之外,特斯拉針對這些太陽能屋頂提供終身保固,再加上消費者報告當年在訂定這個價格標準時,並沒有將政府對於節能的補貼等算進去,因此實際算下來消費者其實是更加划算的。
撇開這些不談,光是談到質量也是一等一。特斯拉的太陽能屋頂比起傳統屋頂來得更加堅固,這在美國這種不時會有各種劇烈氣候與天災的國家來說特別實用。
最後,購買這種新一代特斯拉屋頂的顧客,還可以用 6,500 美元(約為台幣 19 萬元)購買一組儲電設備,這套設備可以和家中的暖氣系統結合,並且搭配太陽能屋頂,使顧客的家能夠完全脫離電網的依賴。

2017年10月21日 星期六

彈性有機電池問世

彈性有機電池問世

你有想像過現今電池除了體積不斷變小之外,在哪方面還可以突破嗎?英國北愛爾蘭首府貝爾法斯特女王大學(Queen’s University Belfast)的科學家就設計出一款有彈性的有機電池,打破電池硬梆梆的刻板印象。
目前的心臟裝置,比如心律調整器和除顫器,還是配備材質堅硬的電池,多少會造成身體不適,而這款電池的問世將大幅改善這樣的缺點。這項發明已刊登在《能源科技與綠色化學》(Energy Technology and Green Chemistry)期刊
這項研究的領導者,是任職於女王大學離子液體研究中心的 Geetha Srinivasan 博士。根據她的說法,這款「彈性超級電容器」比目前市面上任何電池都要安全。她表示:「像心律調整器或是除顫器的醫學裝置會有兩種植入器,一個會固定在心臟,另一個則帶有金屬製的堅固電池,植入皮膚底下。兩個植入器用線相連,當它與皮膚摩擦時就會造成病患不適。為了解決這個困擾,理想上我們會希望電池和身體可以相容,且保持彈性以適應皮膚阻力。」
新電池還有一個特別之處,它是由生物性物質(比如纖維素)組裝而成:由會導電的生物聚合物當電極,並以離子液體為更安全的電解質,因此在人體分解時也不會有危險,除非你處在一個 270 度以上的環境。由於新電池採用不易燃物質,因此不會有發生爆炸的危險。
除了醫學器材外,有機電池也能應用到筆電等電子產品,會讓筆電更輕薄,更容易隨身帶著走。正如 Srinivasan 博士所說:「如果電池可做到有彈性,那麼所有電子產品和裝備也能做到,這就是令人期待且興奮之處。」

新型鈉離子電池陰極材料

2017 年 10 月 9 日,一項具有重大突破意義的研究成果發表在了《自然·能源》期刊上。一支由著名華裔材料科學家鮑哲南和崔屹領銜的材料科學研究團隊,成功研發出了一種新型鈉離子電池陰極材料。該材料擁有極高的電池容量且循環壽命大幅增加,有望取代因礦產資源儲量有限而價格高昂的鋰離子電池。
這種新型的材料使用了全新的思路,大大提升了鈉離子電池的性能——其循環電池容量達到了 484mAh/g,陰極能量密度更是高達 726Wh/kg。
本次論文的第一作者、斯坦福大學博士后 Min ah Lee也對 DT 君表示:「 我們的新型陰極由氧和鈉組成,具有與常規鋰陰極相當的能量密度,可以作為鈉離子電池取代鋰離子電池的可靠陰極。」
更加令人矚目的是,由於地球上鈉的儲量極為豐富,鈉離子電池陰極材料開採、生產成本僅為鋰離子電池的 1/100,從而將鈉離子電池的整體成本控制到鋰離子電池的 80% 左右。這一突破性的技術進展,讓人類在大規模能源儲存的道路上再一次邁出堅實的一步。
圖 | 隨著全球對鋰電池的需求不斷增加,鋰礦的開採供不應求,價格也水漲船高。隨著儲量的消耗,其價格可能進一步攀升
事實上,作為目前移動端最靠譜的電池,鋰離子電池以較高的能量密度和較徹底的充放電深度,統治了手機、電腦、電動汽車等絕大多數需要充電電池的應用場景。而且,隨著鋰電池產能的提高,在規模經濟的作用下,其價格已經連續多年保持下降的勢頭,進一步鞏固了其相對於其它電池技術的競爭優勢。
有科學家甚至認為,在地球上的鋰礦全被開採完之前,將不會有其它電池取代鋰電池的江湖地位。
著名材料科學家鮑哲南領銜電池歷史性突破:更高能量的鈉離子電池,成本比鋰電池至少低20% | 獨家
然而,「儲量耗盡」這個看似天方夜譚一般的情景,卻正成為很多業內人士真真切切的擔憂。在全球範圍內鋰電池的產量不斷沖向新高、鋰電池整體價格大幅下降的背景下,部分用於生產鋰電池電極的原材料價格卻反而大幅飆升。這是因為地球上可用於生產鋰電池所需陰極材料的礦產資源(鋰礦、鈷礦等)實際上一點都不豐富。
為了滿足現有的鋰電池產量需求,世界範圍內各個礦場的產能都已經被逼到了極限,再增加產能十分困難。更不用說,加速開採還會讓這些有限的礦產資源提前耗盡,從而進一步推高價格。因此,鋰離子電池面臨著一個絕大多數的商品永遠都不會面臨到的挑戰:隨著產量的提升,價格不僅無法持續下降,反而可能急劇升高。
為了解決這個問題,科學家們將目光投向了在元素周期表上緊挨著鋰元素、特性也與其十分相近的另一種元素——鈉。與鋰資源相比,地球上的鈉資源儲量簡直豐富到「不可能被耗盡」:從浩瀚的大海里,到每家每戶的餐桌上,到處都有氯化鈉——食鹽的身影。與鋰離子電池材料每噸高達15,000 美元的價格相比,如果用鈉離子作為電極材料,其每噸成本將只有150 美元,便宜足有 100 倍之多。
著名材料科學家鮑哲南領銜電池歷史性突破:更高能量的鈉離子電池,成本比鋰電池至少低20% | 獨家
圖 | 與鋰相比,地球上的鈉資源實在是太豐富了。大海、鹽湖、鹽礦,鈉元素佔據了地殼中超過 2.7% 的質量。因此,以鈉為材料的電池將遠比鋰電池便宜。
然而,雖然應用前景廣大,鈉離子電池的研究卻一直沒有取得決定性的突破。
事實上,鈉離子電池的研究曾與鋰離子電池同時起步。不同於其他需要氧化還原反應的電池,這兩種電池屬於搖椅電池——需要離子自己在陰陽極之間來回穿梭,以達到充放電的目的。換句話說,陰極和陽極起到的作用就是收集、儲存和釋放用以產生電流的離子。
著名材料科學家鮑哲南領銜電池歷史性突破:更高能量的鈉離子電池,成本比鋰電池至少低20% | 獨家
圖 | 許多元素都被用於製造電池。綜合多種性能來看,鋰是目前最佳的選項。但鋰電池電極材料礦產資源儲量的匱乏,為其未來的發展埋下了隱憂
上世紀八十年代,鋰離子的陰極材料研究首先取得突破,以鈷酸鋰等材料為代表的陰極材料,和通常由石墨構成的陽極材料組合,讓鋰離子電池獲得了極佳的性能,從而取代之前的鎳氫充電電池,走進了千家萬戶。而鈉離子電池的電極材料研究卻遠沒有這麼順利。
實際上,如果離子電池要高效運行,必需要同時滿足以下兩個條件。但在之前的研究中,鈉離子電池的陰極材料要麼能量密度高但循環壽命短,要麼就是循環壽命長但能量密度低。
· 能量密度夠高,單位質量的電池可以提供足夠多的電量;
· 循環壽命長,電量不會隨著充放電循環次數的增加明顯下降。
這一次,斯坦福大學的團隊跳出了之前使用過渡元素氧化物或聚陰離子作為陰極材料的思維框架,使用了一種全新的有機材料「肌醇」與鈉離子進行結合。
你可能沒聽說過這個拗口的名字,但這種與葡萄糖結構非常相似的有機物廣泛存在於動植物中,是動物、微生物的生長因子,也是食物中的一種常見營養成分。作為一種工業界十分熟悉的有機物,肌醇工藝成熟、應用廣泛,而這對於控制鈉離子電池的成本來說至關重要。
鈉與肌醇可以結合為 Na2C6O6,這種化合物是一種非常理想的陰極材料,理論上可以一次攜帶 4 個鈉離子,因此電池可以有著極高的容量——501mAH/g。
事實上,在鮑哲南團隊之前,也曾有人嘗試過使用 Na2C6O6 作為電極材料生產鈉離子電池。然而,理論上最高 4 個鈉離子的運送量在實際中其實很難達到,使得 Na2C6O6 電池的能量密度遠低於預期。
此外,只要經過一次充放電循環,第二次循環的能量密度會進一步急劇下降,根本無法滿足實際使用的需求。在實際使用場景中,電池應該在經過數百甚至上千次充放電循環后,依然保持較為充足的電量。
著名材料科學家鮑哲南領銜電池歷史性突破:更高能量的鈉離子電池,成本比鋰電池至少低20% | 獨家
圖 | 鮑哲南團隊使用的新型鈉離子電池陰極材料,右圖中黃色為鈉離子,”鑲嵌”在紅色和灰色標識的肌醇中。一個 Na2C6O6 一次最多可以攜帶 4 個鈉離子,擁有極高的能量密度
Min ah Lee 說:「本次研究中最大的障礙在於,這種化合物在以前的研究中只能儲存少於兩個單位的鈉和電子,這不足以與鋰離子電池陰極的能量密度競爭但在這裡,我們通過了解和解決氧化還原反應過程中相變動力學限制,讓此化合物可以儲存四個鈉。」
此次研究中,斯坦福團隊對 Na2C6O6 電池的機理進行了非常深入的探索。他們通過對原子層面的作用力進行細緻的分析,成功揭示了這種材料實際電量低於理想電量的奧秘:原來,在鈉離子與電極結合和脫嵌的過程中,只有當材料經歷可逆的相變化時,才有可能讓 4 個鈉離子都參與反應。而在之前的研究中,材料未經特殊處理,只會經歷不可逆的相變化,導致參與反應的鈉離子數量達不到 4 個,因此低於理想能量密度。
在搞清楚原理之後,他們通過減小活性粒子的體積、選擇合適的電解液,成功地將不可逆的過程轉化為可逆過程,從而讓 Na2C6O6電池的可循環電池容量提高到了接近於理論上限的 484mAH/g。而且,最大電池容量的下降速度也較原先顯著降低,陰極能量轉換效率更是達到了87%。
這是目前為止,鈉離子電池陰極材料研究領域取得的最佳成績,具有著重大的突破性意義。他們讓鈉離子電池第一次在實現了高能量密度的同時,基本實現了循環穩定性的目標。又由於使用了廉價的鈉和肌醇,且能量密度顯著高於鋰電池,研究人員宣稱,這一電池的成本有望控制在同等電量鋰電池的 80% 不到,可謂是巨大的進步。
著名材料科學家鮑哲南領銜電池歷史性突破:更高能量的鈉離子電池,成本比鋰電池至少低20% | 獨家
圖 | 充電前(左)的 Na2C6O6 納米顆粒,在充分充電后可以結合大量的鈉離子(右)
然而,這只是一個初步的研究成果,離實際應用依然有一定的距離。
首先,鮑哲南團隊只是初步解決了陰極材料的循環壽命問題。在經過 50 次循環之後,Na2C6O6電極的容量已經下降了約 10%。雖然相比於之前的研究而言,這已經是非常了不起的成績了,但離實際使用中數百次循環的要求還有一段距離。
其次,他們還尚未對可以產業化的陽極材料進行研究。對於鈉離子電池來說,陽極材料的研究同樣困難重重。儘管研究團隊信心十足,但由於鈉離子比鋰離子要大得多(直徑比鋰離子大了約 50%),所以無法被常用於製造鋰離子電池陽極材料的石墨吸收。到目前為止,還沒有效果足夠好、價格也低廉(比如石墨)的陽極材料被研究出來。而這也會是團隊未來的研究方向,Min ah Lee 介紹到,此次研究顯示,磷是一個很好的候選材料,但是大量生產仍有困難,所以他們也在努力探索如何以更簡單的方式處理這種材料。
對於團隊的下一步工作,Min ah Lee 透露:目前,我們的全電池能量密度受到陽極的限制(較高的工作電位),因此我們正在努力製造更好的陽極。」
著名材料科學家鮑哲南領銜電池歷史性突破:更高能量的鈉離子電池,成本比鋰電池至少低20% | 獨家
圖 | 成本低於鋰離子電池的鈉離子電池將有望用於儲存風電、太陽能等發出的不穩定的電力,從而讓其擺脫「棄風」、「棄光」的束縛。
總之,這是一個已經取得了重大突破、但離工業應用還比較遙遠的技術。不過,任何技術在最早期的時候都是十分稚嫩的。同樣是材料科學領域的創新,現在已經十分普及的硬碟,在最早取得技術突破、實現MB級別數據儲存的時候,其總重約1噸。
但正是這個與便攜沾不上一點邊的「巨獸」,奠定了如今容量動輒數個 TB(1TB=1024GB)、卻只有口袋大小的移動硬碟的基礎。很有可能,現在看上去依然初級的 Na2C6O6 材料,正是未來大規模電網級別電力儲存技術具有奠基意義的先聲。
-End-
參考:
https://phys.org/news/2017-10-battery-based-sodium-cost-effective-storage.html
http://www.alphr.com/technology/1000775/sodium-ion-batteries-could-be-the-future
http://cen.acs.org/articles/93/i29/Challenging-Lithium-Ion-Batteries-New.html
http://www.wenkuxiazai.com/doc/45a54a3783c4bb4cf7ecd115.html
http://www.cailiaoren.com/article-3814-1.html
http://news.stanford.edu/2017/10/09/sodium-based-batteries-cost-effective-lithium/
http://newatlas.com/sodium-ion-battery-cheaper-lithium/51682/
https://www.nature.com/articles/s41560-017-0014-y
https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-ion_battery

2017年10月18日 星期三

史丹佛大學團隊開發了一種新型鈉離子電池,但成本僅不到鋰離子電池的 80%

史丹佛大學團隊開發了一種新型鈉離子電池,可以儲存和目前市場上最先進鋰離子電池一樣多的容量,但成本僅不到鋰離子電池的 80%,畢竟鹽很豐富,鋰較稀有。不過,鈉基電池能否取代鋰離子電池很難說,畢竟鈉離子電池的表現很難被超越、成本在逐年下降,更重要的是有大量資金湧入鋰礦開採和鋰電池製造廠。
該團隊並非開發鈉離子電池的先驅,但他們相信,這款鈉基電池在價格與性能方面將具有更大的優勢。研究人員使用具有帶正電荷的鈉離子與負電荷的肌醇離子構成鈉陰極和磷陽極,其中,肌醇是一種可以在嬰兒配方奶粉中發現的有機化合物,也容易從米糠、碾磨玉米的過程中取得。
研究人員表示,當改用鈉離子和肌醇離子電極使電子流動的效率提升時,也明顯提高這種鈉離子電池的性能,使電池能以更低的成本產出與鋰離子電池相當的效率。此外,團隊也優化了電池的充電週期,目前正在進一步改善磷陽極,這代表比以前的鈉電池具更長的壽命和更大的電量,雖然這款鈉離子電池若想投入消費市場,還有很長一段路要走。
鈉離子電池的最大優點是成本降低,鋰每公噸成本為 15,000 美元,但是鈉每公噸成本僅約為 150 美元,加上強大的汽車製造商都在關注新電池技術,雖然史丹佛大學的鈉離子電池尚在開發階段,但研究人員有自信他們的鈉離子電池可以成為鋰離子電池的成本性替代品。
或許 50 年後,氫燃料電池、石墨烯超級電容器、太陽能電池等技術有機會減少人類對鋰原料的依賴,但就現在而言,鋰甚至有機會成為「下一個原油」。

2017年10月16日 星期一

幫手機充電 七大惡習千萬別犯

在鋰(離子)電池技術沒有卓越進展的前提下,即使在21世紀,仍有許多充電習慣是會對手機、電池壽命帶來負面影響,還請網友們多多留意。
一、使用第三方充電線以及充電器
一般情況來說,為了便利,不少人會選擇購買額外的充電器或者充電線,以免外出臨時要用沒得用。為了省荷包,很多人會選擇購買第三方的配件。但是這些配件如果沒有通過專業認證,對於手機反倒是會容易帶來傷害。過去也有多次手機充電時引發爆炸的事件,禍首都是第三方(非原裝)充電器所致。
二、在高溫、潮濕或低溫環境下充電
對於手機的電池來說,在其工作溫度下為它充電是最佳情況。因此,為手機充電時,在冬季即將來臨之際,最好避免在太過高溫(電池發燙的情況下,最好也不要再持續充電)或者低溫的環境下充電,對電池都不是很好。此外,有不少手機現在都標榜可以防水,在浸過水或被水潑到之後,一定要確認充電前充電孔已經完全乾燥。
三、邊充電邊用手機
對於忙碌的網友來說,一邊充電一邊使用手機是很普遍的情況,但這不但會拉長充電時間(因為一邊充電一邊用電),在充電過程中執行太繁重的任務,也更容易引起發熱情況,對手機內部零件來說,都是更不好的情況。
四、太頻繁充電
為了避免想用時無法用,有很多人都會在一看到有充電機會時,就會替手機充電。但是,這可能會造成充電孔因為充電線頻繁拔插過分磨損。如果充電模組跟主機板連在一塊的話,更換就會相當昂貴。此外,太過頻繁充電也可能造成手機損壞。先前就有一名網友因為太過頻繁替手機充電,導致相片一夕之間泡湯的情況。這想必不會有人想以身試法。
五、完全沒電再充電
相對於頻繁充電,完全把手機電力耗盡再充電又是另一個極端。對於鋰離子電池來說,完全沒電的情況其實更傷害電池,且也會多耗電池壽命(電池使用週期)。為保養手機的緣故,其實真的不需要完全沒電才替充電。
六、長時間充電
雖然因為技術進步,許多手機在充飽之後都會自動斷電來保護手機。但是如果手機後台在你睡覺時仍在啟用,代表可能會把充飽的電耗掉,然後再啟動充電程序,這一點對於手機電池的保養來說,並不是非常適當。
七、長時間不用
對於鋰離子電池來說,也很怕的一點就是長時間沒電。因此,如果有舊款手機閒置不用,為了保護手機,偶爾拿出來充電比較不容易讓手機電池損壞。

史上性能最高的紙質超級電容器,用金屬奈米粒子提升能量密

如果電池是能量儲存界的馬拉松長跑選手,那麼超級電容器就是短跑衝刺選手。雖然不像電池具高能量密度,卻有高功率密度,可在短時間釋放大量電力。來自美國和南韓的國際研究團隊近期研發出一種新的紙質超級電容器,使用金屬奈米粒子提升能量密度,表現出迄今為止任何紡織型超級電容器都比不上的最佳性能,折疊數千次也不影響電導率,未來可用於為生物醫學、消費或軍事應用的可穿戴電子產品充電。
超級電容器(supercapacitor)不同於傳統的化學電池,是一種介於傳統電容器與電池之間、具特殊性能的電源,可反覆充放電達數十萬次,其工作原理是利用活性碳多孔電極和電解質組成的雙電層結構來獲得超大電容量。
蓄能裝置通常根據 3 種性質來判斷:能量密度、功率密度和循環穩定性,與能量密度高但功率密度低的電池相比(能長時間儲存能量,但也只能在相對涓流中釋放電力),超級電容器恰好完全相反,它們可立即釋出大量電力,具功率密度高、充放電速度快、使用壽命長等優點,但能量密度落後電池。過去有許多嘗試利用各種導電材料來塗覆紙質超級電容器以提高能量密度的方法,但通常這些方法會有降低功率密度的缺點。
美國喬治亞理工學院與韓國大學近期發表了一份關於柔性紙質超級電容器的論文在《自然通訊》期刊,透過使用簡單的逐層塗覆技術,創造出具高能量密度和高功率密度的超級電容器電極,以及迄今為止在已知紡織品超級電容器中的最佳性能。
想要保留超級電容器的高功率密度同時提升能量密度,必須仔細控制注入柔性紙質超級電容器的導電和電荷存儲材料(如金屬奈米粒子)。該團隊將紙張重複浸漬在含有胺的表面活性劑溶液和金屬奈米粒子溶液中,成功得到一張以金屬奈米粒子為紙質超級電容器電極的導電紙。
▲ 左邊為一般紙張,右邊為嵌入金屬奈米粒子的導電紙。(Source:喬治亞理工學院
接著再透過稱為「配體介導」(ligand-mediated)的逐層組裝方法,在紙上交替添加金屬氧化物材料層(如氧化錳),這種方法可以最小化相鄰金屬或金屬氧化物奈米粒子間的接觸電阻,將絕緣紙轉換成有大表面積的高度多孔金屬紙,當作超級電容器電極的集電器和奈米粒子儲存器,透過在假電容層和金屬層間選擇性交替,研究人員可控制負載量並製成高密度的奈米粒子。該方法的另一個優點是逐層沉積允許紙張保持多孔結構,為帶電粒子提供短輸送路線來增強其性能,且就算折疊紙張也不損壞導電性。
實驗結果發現,導電紙的金屬和假電容奈米粒子的交替結構設計,明顯提高了電容量和速率,內阻則顯著降低,最大功率密度和能量密度估計為 15.1(mW/cm)和 267.3(μWh/cm),基本上超過傳統紙或紡織型超級電容器的性能,研究人員還期望藉由增加層數來讓性能更進一步。
接下來,研究團隊將計畫開發可與超級電容器配合使用的柔性電池。研究主要作者之一美國喬治亞理工學院機械工程學院助理教授 Seung Woo Lee 表示,這種靈活的儲能裝置可用在最先進的便攜式電子產品,比如生物醫學感測器、消費電子或軍事電子產品等。
註 1:能量密度(Wh/kg)指的是每單位重量的電池可以儲存的能量(1 Wh = 3600 焦耳能量);功率密度(W/kg)指的則是每單位重量(或體積)的電池在放電時輸出能量的速率。
註 2:喬治亞理工學院,與麻省理工學院、加州理工學院並稱為美國三大理工學院,素有南方 MIT 之稱。

2017年10月6日 星期五

NFC/RFID無線技術加持 物聯網應用創新

NFC/RFID無線技術加持 物聯網應用創新
  • 賴品如
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物聯網 (IoT) 應用加速擴散,促使許多業者相繼投入智慧城市、智慧居家、智慧生活、倉儲管理、身分辨識、遠端醫療等應用領域。市調機構IDC預測,2017年全球物聯網市場規模將超過9 ,300億美元,較去年增加1千億美元,且3年後將成長至1.46兆美元,市場應用大爆發,帶動眾多技術及產品的創新。
在各種物聯網連結技術中,NFC/RFID所具有的特性足以靈活實現各種創新的物聯網智慧應用。為協助台灣合作夥伴瞭解NFC/RFID技術的最新發展並克服諸多設計挑戰,進而快速推出符合市場需求的產品,半導體產業領導廠商意法半導體(ST)與代理商安富利(AVNET)攜手於日前舉辦「意法半導體物聯網研討會-ST.NFC與您攜手共創智慧生活」,會中邀請多位專家分享NFC、RAIN RFID的進展,以及微控制器、天線設計技術及資安等物聯網相關議題。
段標:NFC便宜又方便 快速實現物聯網
首先登場的是意法半導體產品行銷經理黃鐙誼,他分享NFC技術的優勢,以及ST所推出之相關產品及解決方案。NFC(Near Field Communication;近場通訊)屬於短距離高頻無線通訊技術,可實現電子裝置之間的非接觸式點對點資料傳輸及資料交換,因此應用範圍也就更形擴大。NFC在13.56MHz頻率運行於20公分距離內,其傳輸速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三種。目前NFC已通過成為ISO/IEC IS 18092國際標準、EMCA-340標準與ETSI TS 102 190標準。
特別值得一提的,NFC可同時傳遞資料和能量,所以即使是未供電物件,無論位在何處,只要嵌入NFC標籤就能新增智慧功能,再者,NFC毋需冗長的交握(handshaking)或資料登錄過程,就能連上網際網路。綜合這些特性,NFC能以低成本方式讓各種物件快速連上網路,對於物聯網的推動大有助益。
在實際運作中,NFC會發射觸發動作的短距離訊號,當使用者將兩個裝置彼此碰觸,如智慧型手機和喇叭,NFC就會立即連接兩者,免接線、免密碼,使用起來相對便利,後勢可期。根據IHS研究報告,至2020年,NFC智慧型手機銷量將達到22億台,另外,包括PC與週邊、網路設備、智慧家庭、車載裝置、健康醫療、智慧電表與工業自動化等裝置等都將更廣泛地內建NFC。
令人振奮的是,Apple iPhone對於NFC的進一步支援,預期將帶動NFC的快速普及。蘋果於2014年的iPhone 6系列首度加入NFC感應晶片,當時僅限制用於支援電子票卡、Apple Pay等服務,並未開放支援其他更多的NFC應用。現在,在iOS 11的相關開發文件中已載明蘋果將會針對iOS 11提供一個名稱為Core NFC的架構,可讀取Type 1至Type 5的標籤 (Tag),其中的重大意義就在於自iOS 11之後,iOS App將能利用iPhone提供的NFC功能,NFC相關應用的增加指日可待。
段標:NFC動態標籤晶片 推進多元應用
NFC技術的核心是標籤(Tag),ST針對NFC應用所推出的ST25 NFC標籤晶片系列可以廣泛符合消費電子、電腦週邊、家電、工業自動化和健康醫療產品等領域的需求。其中,ST25系列的成員之一ST25DV動態標籤晶片,就是針對工業應用而生。
針對工業應用,該晶片在攝氏25度的環境下,耐擦寫能力達到100萬次,資料保存期限長達40年。晶片電源採用1.8V-5.5V的I2C 電源,各種模式的功耗極低,待機功耗低於1μA,適用於功耗敏感或電池供電的裝置。晶片還提供無線能量輸出功能,是零功耗應用的最佳解決方案。
ST25DV系列支援NFC Type 5和ISO 15693 RFID標準,且功能遠優於兩種標準的技術要求。產品特性包括NFC NDEF資訊原生支援和ISO 15693遠距離RF介面,以及256位元元大容量緩存的快速傳輸模式。此晶片並具備市場上存儲容量最高的64Kbits EEPROM,以及資料保護能力更強的多個64位元密碼。值得一提的是,ST25DV是唯一支援遠距離資料傳輸的電子標籤晶片,可以實現電子產品設備出廠前「不開箱程式碼寫入」,讓NFC行動裝置的軟體更新具有快速的傳輸模式。ST25DV系列產品已過NFC Forum 測試且可被iOS 11 NFC app 讀取。
ST 25系列的另一新成員 - ST25TV RFID標籤,則具有防偽、防盜、防拆、自毀及操作雙模功能,為針對產品標籤、資產追蹤、遊戲、設備維護與管理等應用情境所設計,資料保護年限長達至少40年之久,兼顧成本效益與使用性。
談到NFC標籤晶片,就一定要談到ST的EEPROM (電子抹除式可複寫唯讀記憶體)。ST是全球最大的EEPROM記憶體供應商,且已連續11年獲得市佔率第一名的殊榮。採用ST的EEPROM,ST所推出的ST25系列NFC標籤的資料保留期限能長達200年,是工業標準的20倍,讀寫次數可達400萬次。工作溫度範圍-40°C~85°C,確保標籤在最惡劣的工作條件下仍保持完美的讀寫性能和耐用性。
整體而言,ST25系列產品不僅具備使用年限長的優點,更有32、128位元的密碼保護機制,搭配20位元讀寫存取控制,能保護NFC晶片中機密資料的安全,且ST25系列產品型號相當多,因此應用開發可根據記憶體容量、支援應用等條件挑選到合適的產品。
段標:RFID市場擴大 RAIN RFID扮演關鍵角色
隨後登場的是來自台揚科技的高級資深工程師王昭明,他針對RAIN RFID的應用提出說明。RAIN RFID是由RAIN RFID產業聯盟所創造的專業名詞,意指被動式UHF RFID技術,RAIN RFID所使用的頻寬從860MHz to 960MHz,並遵循EPC RFID協議(ISO 18000-6C)。根據IDTechEx預測,2017年銷售的RFID標籤將達到182億枚,2016年的數量是152億枚,成長部分主要來自被動式UHF (RAIN) RFID標籤。
2017年,UHF RFID標籤的銷售總價約為HF標籤銷售總價的25%,IDTechEx分析這是因為HF標籤一般用於安全領域,因此價格較高,而UHF RFID主要用於吊牌,屬於一次性使用的產品,價格較低。若就市場細分來看,服裝吊牌為RFID的最大宗應用,此市場需求的RFID標籤總量就高達87億枚。
由於成本較便宜且導入方便,各應用領域皆可看到RAIN RFID的蹤跡。王昭明就介紹了遠通電收、可口可樂、環球影城、Intel、福井製核所等公司的應用案例。其中,福井製核所是在珍珠孕育初期,在珍珠核內植入附有獨立編號的RFID標籤。如此一來,日後消費者和珠寶商就能透過RFID讀取機,即時從網上資料庫中查找該珍珠的生產年份、來源地等資料,以確定其價值。
另外,遠通電收ETC系統也是採用被動式RFID感應技術,透過高速公路門架上的發射器發射無線電波,觸動經過範圍內的eTag,eTag接受到電波後,即回傳可辨識出車輛資料的訊號,由道路門架上感應器接收讀寫,最後傳到中央管理系統,由此掌握每天來往車輛資料。此eTag不只是能用於國道收費,還能用於停車場管控等衍生應用。看好RFID的應用前景,台揚科技憑藉其在RF領域的專業與經驗,產品線已擴展至RFID領域。。
段標:32位元MCU躍為主流 物聯網資安受重視 
接下來則是由來自意法半導體的資深技術行銷工程師吳祥民、亞太區技術行銷專案經理王柏雄及技術行銷經理閻欣怡,分別說明Dynamic NFC 天線設計與量測方式、STM32 系列產品介紹與應用發展,以及物聯網的安全解決方案等。
吳祥民特別說明,為徹底發揮動態NFC標籤的功能,Dynamic NFC天線的位置必須儘可能靠近NFC天線位置,最好是在幾毫米的距離內,因為任何線路的加入都可能改變天線的特性且需重新調校,而為了加快產品開發速度,ST並提供免費的天線調校工具 – eDesignSuite,此一線上設計工具提供客戶免費使用,其中包括電路快捷設計範本、產品選型工具、評測性能的模擬器,以及技術支援和產品訂購通道等,此外,針對NFC讀取器(CR95HF)天線調校,ST也推出對應的展示板(Demo Kit),可大幅縮短開發人員的學習時間。
王柏雄則指出物聯網設備所採用的MCU將逐漸趨向32位元,為滿足物聯網應用的多元需求,ST已推出強調高性能的32位元微控制器產品,包括STM32F2/F4/F7/H7;以及訴求超低功耗的STM32L0/L1/L4等微控制器產品,這些產品涵蓋Cortex-M0+/M3/M4/M7等4種MCU核心。
為了推動物聯網快速普及,ST堅持開放式開發環境,透過STM32 Nucleo開發板硬體、STM32Cube軟體模組,以及ST與協力廠商合作推出的多套功能擴充板,建構出完整的開發者生態系統。ST也推出 P-NUCLEO-LRWAN1開發套件,讓設計工程師能在32位元元微控制器的基礎上,快速開發具有LoRa聯網功能的物聯網(IoT)設備原型。
在ST的眾多32位元元控制器系列中,STM32 H7系列堪稱是目前效能最高的32位元微控制器,該產品鎖定工業網路、家庭自動化、電信設備和智慧消費電子,以及高性能電機控制、家電產品和用戶介面功能豐富的小家電等應用。STM32H7系列採用ST 40nm快閃記憶體製程,運作頻率達到400MHz,並整合2MB雙區快閃記憶體和大容量1MB SRAM記憶體。值得一提的,為防止在工廠和現場受到網路威脅,此產品還整合了先進的安全功能,包括密碼演算法加速器和安全密鑰儲存等,確保物聯網硬體資安。
針對安全這個議題,閻欣怡表示在快速發展的互聯數位世界中,ST的安全微控制器和安全型完整解決方案,可以保護平台及使用者的機密資訊。意法半導體的STSAFE系列經過安全標準認證(通用準則EAL5+),涵蓋了物聯網大多數的通信介面,包括ISO7816、SPI和I²C等,並且可以提供對於剛接觸安全領域的開發者簡單易用的解決方案,確保使用者的隱私安全,讓物聯網的安全保護能加速普及。
除了各位講師的精采分享外,意法半導體並在現場展示各種最新NFC/RFID產品及解決方案,與產業人士進行面對面的交流,共用物聯網智慧商機。

2017年10月4日 星期三

中國研發出只看走路姿態辨識對象技術

中國科學院自動化研究所的專家日前介紹了一種新興的生物特癥識別技術─步態識別,只看走路的姿態,50公尺內,眨兩下眼睛的時間,攝影鏡頭就準確辨識出特定對象。
自動化所副研究員黃永禎介紹,虹膜識別通常需要目標在30公分以內,人臉識別需在5公尺以內,而步態識別在超高清攝影鏡頭下,識別距離可達50公尺,識別速度在200毫秒以內。
此外,步態識別無需識別對象主動配合,即便一個人在幾十公尺外帶面具背對普通監控攝影鏡頭隨意走動,步態識別演算法也可對其進行身份判斷。
步態識別還能完成超大範圍人群密度測算,對100公尺外1000平方公尺1000人規模進行實時計數。這些技術能廣泛應用於安防、公共交通、商業等場景。

2017年10月3日 星期二

CEATEC 2017 :本田技研展示小型燃料電池模組與更容易設置的充氣站

日本汽車雙雄本田與豐田除了鋰電池電動車外,也都積極的發展燃料電池;而本田在去年展示準醫療等級的燃料電池發電機後,這次則展示小型燃料電池模組以及比起過往容易建設的加氣站。

先前展示過的燃料電池通常都是在載具或是設備中放置儲氣槽,再從外部填充高壓氫氣;而本田這次則是展示小型化燃料電池模組的概念,其實有點像是 Gororo 的抽換式鋰電池,藉由小型模組搭配基座甚至小拖車,就可將燃料電池帶著走,可做為家庭電力備援、野餐派對的電力提供、災區緊急電力等使用,不過能否用在電動機車就不得而知了。
至於新式的燃料電池補充站發想,是希望以全新的簡化機構讓架設充氣站變得更快,透過這個模組化充氣站設計,僅須透過貨車搭配吊車,就可在差不多一個貨櫃屋的空間快速的設置充氣站,不用像過往興建加油站一樣費時。
本田之所以看好氫燃料電池技術也是有它的根據,首先高壓氫氣可利用再生能源如風力、太陽能,或是發電離峰的剩餘電力生產,其次燃料電池排放的也僅有化學作用後產生的無污染的水而已,比起目前鋰電池更為環保;此外藉由新式的加氣站設計也更容易建設,而且補充高壓氫氣比起充電更為快速;至於氫燃料車除了作為交通工具外,又可作為可移動的大型備用電源使用,先前就提出在郊遊、野餐甚至發生天災時,透過氫燃料車發電為家庭供店的概念。

2017年10月2日 星期一

瑞士科學家近日將鈣鈦礦太陽能電池的轉化效率提高到了20%並使其更耐用

新華社北京10月1日電 瑞士科學家近日將鈣鈦礦太陽能電池的轉化效率提高到了20%並使其更耐用,有望使這種太陽能電池更快投入商業應用。這一成果發表在新一期美國《科學》雜志上。
  目前太陽能電池普遍採用硅材料,其光電轉化效率可以高達25%,但硅材料太陽能電池生産成本高、大量消耗能源且污染環境,重量和硬度等問題也沒有得到很好解決。相較而言,價格低廉、重量輕的鈣鈦礦材料就備受青睞。
  鈣鈦礦材料2009年首次應用于光伏發電,短短幾年間,實驗室中光電轉換效率就已經從3%提高到了20%,被視為極具競爭力、最有希望實現低成本發電的光伏技術之一。
  然而鈣鈦礦太陽能電池商業化的一個限制在于,材料在陽光下容易性能衰減。鈣鈦礦太陽能電池在接收太陽光之後,會産生電子和電子空穴,此時就需要一種高效的媒介把它們傳輸到電極上。目前的媒介材料造價高且不穩定,所以尋找性能穩定和低廉的媒介材料就成了關鍵。
  瑞士洛桑聯邦理工學院的這項研究發現,硫氰酸亞銅可作為一種廉價、穩定的媒介材料。鈣鈦礦太陽能電池如果涂覆上60納米厚的硫氰酸亞銅涂層,在60攝氏度高溫下暴曬長達1000小時的加速老化試驗中,性能損耗小于5%。
  “這是鈣鈦礦太陽能電池研究的重大突破,將為這種大有希望的新型光伏技術的大規模商業應用鋪平道路”,一位參與其中的研究人員説。

2017年9月28日 星期四

鐵道上的真與假:直擊 一帶一路政策推出4年最新實況

鐵道上的真與假:直擊 一帶一路政策推出4年最新實況

五月中,在北京舉行的一帶一路國際合作高峰論壇,除了關係降至冰點的印度,對高峰論壇「冷處理」,全球共有超過一三○國參加,連先前關係微妙的日本、美國也派員與會,將一帶一路這個話題,推升到發起四年來的最高點。
儘管台灣民眾普遍對這個話題無感,但中國國家主席習近平喊出一帶一路以來,這個倡議究竟將成為一大創舉,還是不切實際的白日夢?各方爭論不休,迄今沒有定論。為了解答這個謎題,《今周刊》採訪團隊在盛夏時節,來到河南省會鄭州,試著找出答案。
一帶一路下的「絲綢之路經濟帶」(簡稱一帶),現在有名為「中歐班列」的列車來回奔馳;一帶的構想,來自二○一一年初,由四川重慶開往德國的「渝新歐」鐵路,當年以運送筆記型電腦等電子產品為主,到現在,四川成都、重慶仍是這條路線的主要角色。
但從四川成都、重慶到湖北武漢、湖南長沙,全中國還有很多城市開通中歐班列,為什麼我們選擇河南鄭州?因為,鄭州是中國鐵路縱橫交會的樞紐,而且以發展進度看來,鄭州市政府對一帶一路的企圖心也最強。
就在這裡,我們見識到一帶一路的最新現狀,包括高價進口車大賺中國財的現實,以及不為人知的困境。


中國 鄭州現場 河南小子的大進擊
「沒有一帶一路,我早已失業了。」孔衛東說話的表情很認真。
三十一歲的孔衛東在台商台驊投控工作已七年,二○一一年九月,他被調回河南老家,在河南省會鄭州創立分公司(簡稱鄭州台驊),起初沒有辦公室,他還曾在網咖辦公。因為一般廠商早有合作的貨運代理,當地又只有空運訂單可接,鄭州台驊一直虧損,員工陸續離職,只剩下孔衛東和一位祕書。
一三年,正當總公司考慮關掉這個據點時,中國國家主席習近平宣布了一帶一路的倡議,扭轉了孔衛東的命運。因為走鐵路通往中亞、歐洲的「中歐班列」正式開通,孔衛東預測,本就是中國鐵道縱橫交會樞紐的鄭州,肯定會在一帶一路扮演重要的角色。例如去年,鄭州國際口岸輸送量達十三萬櫃、就被評選為最具開發潛力城市第二名,在一帶一路上的國際競爭力僅次於香港。
「這是全新的業務,對手無論多大,都跟我站在同一起跑線上。」孔衛東回憶,機會來了,他的勁兒也來了,開始更賣力跑業務,四處向業者推銷中歐班列。他的介紹簡明易懂:「走海運,到歐洲起碼三十五天,鐵路最快只要十五天;空運雖然更快,但價格是鐵路四倍多,無論如何,都是鐵路最划算!」
孔衛東的判斷果然正確。自從一三年、鄭州到德國漢堡的中歐班列開通,鄭州台驊就陸續接到訂單,開通當年,鄭州台驊即轉虧為盈;接下來三年,業績年年翻倍。現在孔衛東負責管理十五位員工,辦公室從二十坪擴大到四十二坪。「是挺辛苦的,業務上來了,結果一直沒時間休假……。」一臉福態的他,靦覥地笑著說。

來自沙漠的賓利  高檔車坐火車 一輛輛賣進中國
孔衛東觀察,中歐班列啟動四年,除了出口訂單源源不絕,原本走海運或空運的機械、服裝、電子零組件等,紛紛改透過中歐班列銷往歐洲,一年已逾一千七百班次,連老外也對這條路線大感興趣。這幾年,孔衛東多次接待前來參觀鐵路設施的德國等客戶,尤其令人意想不到的是,不只出口運量吃緊,開往歐洲班車從五月每周五班,六月每周六班,七月已增為每周七班,連從歐洲返回中國的回程訂單也很熱,「現在最支持中歐班列的客戶,竟然是英國賓利(Bentley)、德國寶馬(BMW)這些高級進口車的代理商!」孔衛東說。
當一帶一路對多數台灣人而言,猶如唐代絲路的駝鈴聲那般遙遠,甚至傳說回程的貨櫃都是空的,在廣袤大漠奔馳著的火車貨櫃裡,一輛輛上千萬元新台幣的豪華進口車,正急急地朝向中國而來。原來,在車商眼裡,運輸時間少一半,代表公司能更快收款、資金周轉效率提高一倍;而高資產客戶們,對能夠半個月交車也是大加讚賞,買賣雙方都深感滿意。就這樣,簇新的賓利,因著一帶一路開啟的新商機,穿越沙漠和高山,最後出現在鄭州火車站。
一帶一路四個字,改寫河南小子孔衛東的一生。現在,在鄭州,這個人口近千萬的中國八大古都之一,靠中歐班列打出名號的「T3EX」(台驊),已和DHL等國際物流巨頭平起平坐。
在老家闖出一片天的孔衛東不滿足於現況,對未來更有強大的企圖心,他和團隊希望,一方面拓展更多銷往歐洲的客戶,還要洽談直抵德國、沿途不停靠其他車站的直達車,藉著更快時效,創造更大吸引力。
「鄭州經驗很寶貴。」台驊控股董事長顏益財強調:「接下來我們要把鐵路業務推廣到所有單位,給客戶更多選擇。」顏益財坦言,他見到中國大陸本土人才逐漸崛起,因此在千禧年之際將總管理處遷至上海、全中國三十多個據點,一律拔擢本地幹部擔任主管,提早「接地氣」,才讓鄭州這個內陸小辦公室,創造令人意想不到的成果。

哈薩克 阿斯塔納現場:天上掉下的蛋糕怎麼吃?
哈薩克,面積是台灣七十五倍,人口比台灣少五百萬;它是世界第九大國,掌握全球最大、足可供應歐洲十分之一需求的卡沙甘油田,還是中國西向中亞、歐洲的第一站,絲綢之路經濟帶想要取得成績,中哈關係的份量極為吃重。
雖然哈薩克和台灣相隔數千公里,緯度又和黑龍江北部相當,但這裡的夏天仍然炎熱,在超過三十度的氣溫裡,來自台灣的政治系助理教授李樹山侃侃而談,在他眼中,一帶一路如何改變了這個中亞國度。
「四年前習近平訪問哈薩克,就在我任教的納扎爾巴耶夫大學(簡稱納大),公開了一帶一路倡議。」李樹山說,隨著油價大幅下跌,哈薩克經濟受到嚴重衝擊:一三年,哈國GDP(國內生產毛額)成長率仍達六%,去年只剩一%;一五年八月,李樹山剛抵達哈薩克,就遇到政府棄守匯率防線,結果該國貨幣堅戈(Tenge)一度暴跌四成,令哈薩克經濟實力明顯不如以往。
經濟衰退的傷害顯而易見,李樹山說,例如這兩年,校務預算就被縮減了。此時,中國的資金和影響力,藉一帶一路向哈薩克叩關。正如火如荼趕工、經過納大校門口的輕軌捷運,就是由中國中鐵集團承包,完全依照中國標準建造的工程,造價近二十億美元,工地裡的吊車,掛著大大的「中鐵集團」字樣帆布。李樹山補充,以往很少見的中國餐廳、超市,已經開出幾家,可見中國投資者陸續湧入。

中資是福是禍?紅色勢力大擴張 就怕被整碗捧去
「我有不少學生都希望,未來能到中國深造或就業,但哈薩克人民也很清楚,中國是機會,也是挑戰。」李樹山指出,先前哈國政府修憲、放寬外人租借土地年限,由十年延長為二十五年,民眾聞訊強烈不安,引發近年來最大規模的示威。「學生告訴我,大家都擔心,萬一是中國人買了這些土地,能給本國人帶來多少就業機會?」
面對未來,這個一帶一路上的門戶之國,顯得格外小心,李樹山轉述學生的感想是:「他們深知,這肯定不是一塊天上掉下來的蛋糕!」

德國 不來梅現場:載滿業績的火車來了
記者問她中歐班列的服務品質如何?「reliable(可靠)、flexible(有彈性)and fast(迅速)!」安雅毫不猶豫地回答。
從鄭州到不來梅,鐵路距離超過一萬公里,歐洲看待一帶一路的態度,起初也跟遠方的中國大相逕庭。
安雅回憶,當初業界聽聞中國政府有意拓展鐵路運輸,絕大多數都嗤之以鼻:「很多人開玩笑,會不會貨櫃運來德國後,打開都是空的?」惟獨安雅與台驊的業務洽談過後,認為值得一試,她甚至主動聯繫當地媒體,呼籲各界應重視中國這項政策。
幾年下來,安雅的業績顯著成長,成為當地規模增加最快的貨運代理商。她表示,中歐班列的準時率超過九成,比海運節省一半時間,但成本較高,因此非常適合運送價位較高、尺寸不大的產品,例如特殊規格的紡織品、成本較高的機械零組件等。「我肯定會繼續推薦大家利用中歐班列。」金髮碧眼的安雅點頭微笑。


中歐班列熱潮背後 想賺錢還太早?
當我們來到鄭州郊外的貨運集散中心,首先看到漆有「ZIH」字樣的亮橘色貨櫃,成堆的排在集散場內;「橘色比較顯眼,ZIH就是代表鄭州!」鄭州國際陸港開發建設公司副總經理郭新年講話飛快,他看著遠方的列車,自信十足地說:「全中國二十八座城市運行中歐班列,只有我們鄭州自行設計商標、買自己的貨櫃;至於可全程低溫運輸的冷櫃,及可裝卸大型機械的開頂櫃,也是鄭州獨有。」
頂著三十六度氣溫,我們走進貨運裝卸區,對中歐班列運輸量的疑問,也在這裡得到答案。原來只在港口見到的三座橋式起重機,正密集將貨櫃裝上列車,每隔一分鐘不到,就有一、二輛大貨車前來等待卸貨、上櫃。
看來,中歐班列的運輸量,較外界想的更大。「現在每周出發七班、回來六班,五月還只有五出五進,成長算是挺快的。」郭新年不忘強調:「下半年一定可以看到每周八出六進了。」
最初,中歐班列運貨至歐洲後,因為回程仍缺訂單,大批空櫃堆積在德國漢堡等地無法處理,成了一大難題;台驊華北區總經理岳守華苦笑:「一開始的辦法,是拜託中遠(中國遠洋海運)幫忙帶回來,但這是一定虧錢的,人家往往不樂意。」後來,隨著鐵路運輸效率較高的優點傳開,委託進口到中國的訂單也愈來愈多。
走進陸港公司銷售中心,大批歐洲進口的食品、日用品映入眼簾,從法國紅酒、白俄羅斯伏特加、波蘭的蘋果汁,到德國知名廚具「雙人牌」炒菜鍋都有。郭新年介紹,這些商品都是歐洲廠商以中歐班列輸入中國的。他指出,從賓利、BMW等高價車,到法國紅酒,中歐班列的進口業務愈來愈熱絡,打破外界對中歐班列「有去無回」的迷思。事實上,習近平去年赴歐洲訪問,就是當眾大咬一口波蘭種植的蘋果,為中歐班列的優點大力行銷。
一帶一路的出發點,是透過出口賺外國人的錢,如今加上外商大舉進口、賺中國人的錢,雙邊貿易同步成長的特點,也凸顯在中國消費者品味升級趨勢下,中歐班列確實為有意進攻中國市場、產品價位較高的廠商,打開一條新的貿易之路。
如果只看鄭州口岸發展蓬勃興旺的程度,會認為中歐班列的前景實在光明無限;但就在同一個地點,採訪團隊也察覺,中歐班列眼前的挑戰,已經成為一堵巨大的牆,必須衝破這堵高牆,習近平透過一帶一路架起歐亞貿易平台的雄心,才能夠進一步落實。

難關一:運量慘輸海運  列車滿載一年,僅8艘貨輪的量
中歐班列的挑戰,是運輸量能不足。郭新年坦言,由於列車行駛時速達一二○公里,為預防長途跋涉時的交通事故,每一列車只能裝載四十至五十個貨櫃。去年,中歐班列共開出一七○二班次,相當於八.五萬個貨櫃;但國際各大航商的貨櫃輪,一艘裝一萬個貨櫃,相比之下,儘管耗時較長,但海運規模經濟的效益,仍遠遠大於中歐班列,如何克服運量限制,是一大挑戰。
與運量環環相扣的第二個難題,是換軌耽誤時間。由於舊蘇聯時期,俄羅斯、白俄羅斯、哈薩克等國建造的鐵軌,寬度略大於國際標準,中歐班列在新疆與哈薩克交界的阿拉山口,以及在白俄羅斯與波蘭交界的布列斯特,各得換車一次,也就是將貨櫃吊起、裝上另一列車繼續行駛,無形中也耗費較長的時間。

難關二:換軌背後角力  牽涉敏感主權、內政,鄰國起戒心
據估計,若未來各國能統一軌道,鄭州到漢堡車程有機會縮短為八至九天左右,屆時鐵路運輸的效益才能完全發揮。當然,這種跨國建設,除了財源籌措不易,還直接關係到主權問題、將十分敏感,因此中國勢必將藉由亞投行、絲路基金、金磚銀行等不具主權的國際融資平台來進行。
「主權」這兩個字,還是各國政府面對一帶一路倡議時,心底最說不出口的擔憂。不只是哈薩克民眾對中國早有提防,中國大力與其他鄰國洽談的基礎建設,近年來也開始有負面聲音浮現。
儘管中國口口聲聲保證,絕不會藉由一帶一路插手各國內政,但是當建設陸續開工,資金不斷湧入,被一帶一路「支援」的國家,還是十分戒慎恐懼。

難關三:地緣政治藏險  港口股權爭議,引爆斯里蘭卡反中潮
「就連中國最堅定的戰略夥伴俄羅斯,也在強化對中亞各國的影響力,因為俄羅斯擔心,中國可能會透過一帶一路建設,將這些盟邦拉到自己的陣營。」資深產業顧問杜紫宸解釋。
例如習近平喊出的「海上絲綢之路」,整體戰略是經由三大港:巴基斯坦的瓜達爾港、斯里蘭卡的漢班托特港、緬甸的皎漂港,構建一條繞過印度的能源運輸路線,形狀宛如珍珠項鍊。但就在斯里蘭卡,近來首先爆發反中聲浪。
○六年,斯里蘭卡重建被南亞大海嘯嚴重毀損的漢班托特地區,隔年中國伸出援手,雙方決議將此地建為大型深水港;但因斯國無法償還外債,於是以十一億美元代價、將漢班托特港股權租借給中國,為期九十九年。
儘管斯里蘭卡宣稱,屆時港口將由陸資企業經營,並將周邊土地納入工業區開發,但這個形同「割地賠款」的條約,還是讓斯里蘭卡人民怒火中燒,一連好幾次上街抗議,連僧侶也加入遊行。今年七月底,斯里蘭卡政府終於讓步,表示將出讓股權降為七成,且港口保證絕不會轉為軍事用途,這才平息國內爭議。
從享受一帶一路好處的鄭州、不來梅,到民心憂喜參半的阿斯塔納和漢班托特港,中國的國際影響力明顯放大;由於一帶一路的建設,多半來自中國政府實際控制的國企,這股建設、貿易領頭的無形力量,正引領著企業投資陸續報到,中國對鄰近地區的影響力也與日俱增。
不過,受限於現實環境,一帶一路的格局要更上一層樓,還得花一番工夫;隨著習近平在中共即將舉行的第十九次全國代表大會後,進入第二個任期,一帶一路的實際成果,也將進入收穫階段。


「帶路」卡在運量!高盛:須等上數十年才見效
國際研究機構怎麼看待一帶一路?知名投資銀行高盛的態度頗為務實,他們在報告標題寫著:「願景宏偉,但需要數十年才能實現」。
高盛指出,透過歐亞鐵路、中亞鐵路(繞道中亞、終點為印度)和東南亞鐵路三條骨幹,中國將完全連結歐洲、中亞及東南亞;而且中國目前累計已得標的高鐵,總里程達1.7萬公里,其中1.4萬公里將在20202040年陸續完工,可見未來發展空間仍很大。
但高盛也提到,一帶一路要取得更多進展,中國未來必須在五大複雜議題上,與相關國家合作謀求更多進展,分別是技術標準、海關清關作業、鐵路線路設計與投資報酬分配、融資,以及地緣政治。
最後,高盛委婉地提到一帶一路的先天限制:運量。高盛分析,儘管2016年中歐班列共由中國發出1702班列車,貿易總額達到170億美元,但這不過占中歐雙邊貿易的0.5%;2020年,若班次提升到全年五千班列車,則相當於中歐貿易總額的1.5%。換言之,雖然連年持續成長,但以目前的運輸量看來,中歐班列恐怕仍稱不上是改變中國經濟大局的主要角色。

2017年9月22日 星期五

全球第一個分子機器人是他研製出來的

全球第一個分子機器人是他研製出來的

2017/09/22 17:47 鉅亨網新聞中心
中國證券網今 (22) 日報導,根據英國曼徹斯特大學官網 20 日報導,該校科學家研製出全球第一個分子機器人,該機器人能接收化學指令並完成組裝分子的基本任務,未來可望應用在研發藥物、設計先進製造工藝以及搭建分子組裝線和分子工廠。
科技日報今 (22) 日報導,曼徹斯特大學化學學院教授 David Leigh 在自然雜誌發表論文介紹,組成分子機器人的碳、氫、氮原子總共只有 150 個,大小只有百萬分之一毫米,將幾百億這種機器人堆起來,也只有一顆鹽的大小。不過如此微小的分子機器人,卻擁有機器手臂,能根據指令操控單個分子,用機器手臂搭建分子產品。
David Leigh 說明,「所有的物質都是由分子構成,而分子的基本單位又是原子,這和組成樂高機器人的過程極其相似,只是換成了原子,而這和藥物、塑膠製品的合成技術相同。」
曼徹斯特大學教授研發出全球第一個分子機器人。(圖片取材自曼徹斯特大學網站)
曼徹斯特大學教授研發出全球第一個分子機器人。(圖片取材自曼徹斯特大學網站)
報導指出, David Leigh 進一步說明, 「 分子機器人和汽車組裝線上的機器人組裝汽車主體零件類似,分子機器人能夠以不同方式安裝和固定分子組件,打造不同的分子產品。 」 分子機器人擁有很多的優勢,像是能降低材料需求、加速藥物研發、大幅減少能源消耗極推動產品微型化等,在未來有望在諸多領域上帶來讓人激動的應用。
機器人今 (22) 日援引網易新聞報導,David Leigh 表示, 「 分子機器人代表機器微型化的終極型態,我們的目標就是盡可能設計出最小的機器人,這只是開始,我們預計未來 10~20 年內,分子機器人將開始在分子工廠的裝配線上裝配分子和材料。 」

2017年9月8日 星期五

生物性燃料電池 汗水也能發電

生物性燃料電池 汗水也能發電

生物性燃料電池可以從汗水中蒐集能源,提供電子產品所需的電力。UC San Diego
美國聖地牙哥加利福尼亞大學(UC San Diego)開發出可延展的生物性燃料電池,可以從汗水中蒐集能源,提供LED和藍牙喇叭等電子產品所需的電力。該校研究人員開發的生物性燃料電池,是目前穿戴式生物性燃料電池發電量的10倍,該裝置可以提供穿戴式裝置所需電力。
研究團隊結合了化學、先進材料和電子介面,利用光刻技術和網版印刷,來製造基於3D奈米碳管的陰極和陽極陣列。生物性燃料電池生物燃料電池含有酵素,能夠氧化人體汗液中的乳酸,藉此產生電流。 論文中指出,該生物性燃料電池可以在騎健身腳踏車的時候讓LED發光。
為了讓這種電池能夠彎曲、以用於穿戴式裝置,研究人員使用特殊的「島嶼—橋樑」架構,一個個分開的電極,讓電池能夠延展、彎曲,而且不會影響到電池的陽極與陰極。
研究人員最大的挑戰就是要增加生物燃料性電池的密度,他們在陰陽極上使用3D奈米碳管,這樣的結構才能在每個電極上安裝更多的酵素,能夠對乳酸產生反應。

2026年竹北高鐵站

2026年竹北高鐵站 阮蘭是搭12點47分北上的高鐵下來的。車廂很冷,她的外套拉鍊拉到下巴,手裡緊緊抱著一個粉紅色的保溫袋。 保溫袋裡是她早上五點在中壢車站附近的越南雜貨店買的河粉湯頭,裝在兩個塑膠袋裡,綁了三層橡皮筋,怕灑。 她第一次來竹北。月台的廣播先講中文,再講台語、客語、...