鈦用途廣泛，如果它在自然界中含量豐富，它將徹底改變我們制造、儲存和使用能源的方式。

幾乎每次打開科學雜志時，都會發現鈦的新應用。其中包括 3D 打印鈦吉他等產品；使用氮化鈦的可持續電池；部分由鈦制成的微型機器人；還有很多很多。

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根據 Fior Markets 發布的一份報告，也許這些新應用是全球鈦合金市場預計到 2025 年將增長到 68.7 億美元的原因。許多涉及鈦的發現和創新——例如研究人員意外地將鋰離子電池的壽命延長了四倍——已經在電氣工程領域發生。該領域一些最有前途的鈦基創新涉及環保的能源生產系統。

從海水中提取

能量 鈦被證明是有用的一種可持續能源生產解決方案是位于夏威夷的 Makai 的 OTEC 試驗臺。這個發電項目使用冷暖海水產生 100 千瓦的電力，這在一定程度上要歸功于鈦。你看，有很多太陽能（即來自太陽的能量）儲存在熱帶海洋中。為了獲得這種動力，朗肯循環 OTEC 熱機吸入溫暖的海水，并用它來加熱系統中的無水氨工作流體。液態氨變成高壓蒸汽，使渦輪機旋轉，從而產生電力。一個不同的熱交換器將氨蒸汽冷卻成液體，然后循環重新開始。

以這種方式生產能源實際上比通過核聚變更便宜，但有一個問題。OTEC 系統需要使用可以深入海洋 3，000 英尺的金屬管道來吸入冷海水，并使用更多管道來吸入溫暖的地表水。如您所知，金屬管道在海水中很容易腐蝕，因為海水中的鹽濃度很高。

鈦和銹

與其他金屬不同，鈦基制品即使在極咸的水中也能抵抗腐蝕。它們還可以很好地導熱，這使它們成為制造朗肯循環 OTEC 熱機的理想材料。此外，鈦合金恰好是最堅固的金屬之一，這就是為什么它們在如此多的工業應用中得到使用。

然而，你不能在你的后院挖鈦，因為這種金屬很稀有，這就解釋了為什么它如此昂貴。事實上，唯一想用鈦建造類似 OTEC 的發電廠的國家是日本。為了實現這一目標，他們將不得不使用世界上已探明的鈦資源的 7%。幸運的是，鈦與其他礦物質的混合物可以用于生產清潔能源而不會破壞銀行。

擊敗所有太陽能電池板的太陽能電池板

如果您負擔不起使用大量鈦來制造大量吸水管道，那么也許您可以負擔得起使用非常少量的鈦來制造高效且低成本的鈣鈦礦太陽能細胞。

這些太陽能電池有望超越市場上所有其他太陽能電池。事實上，2019 年 3 月，來自東海大學的日本研究人員宣布，他們已經制造出效率達到 16.8%的基于鈣鈦礦的太陽能電池（當今可用的大多數太陽能電池的能效等級僅在 11% 到 15% 之間）。研究人員通過在他們的細胞上涂上氧化鈦的變體來實現這一目標。

與純鈦不同，氧化鈦在自然界中含量豐富，這也是為什么涂有這種物質的鈣鈦礦太陽能電池可能比鈦基 OTEC 發電機更早進入市場的原因之一。鈣鈦礦太陽能電池不僅實現了高效率，而且與傳統的同類產品相比，它們的可擴展性和生產成本也更低。此外，薄膜鈣鈦礦面板具有柔韌性、半透明和重量輕的特點。

細菌驅動太陽能電池

在另一個部署中，二氧化鈦納米涂層可用于增強細菌驅動太陽能電池的發電量。來自加拿大溫哥華不列顛哥倫比亞大學的研究人員提出了一種低成本的生物太陽能電池，該電池具有產生染料的細菌。

當天空多云或陰天時，這種太陽能電池的效果與晴天時一樣好。它使用一種安全的大腸桿菌菌株來實現這一目標，該菌株被設計用于產生番茄紅素，一種“收集”光并將其轉化為電能的天然染料。考慮到這一切，很明顯，未來的太陽能電池板將比我們今天擁有的更時尚、體積更小、效率更高。

鈦用途廣泛，如果它在自然界中含量豐富，它將徹底改變我們制造、儲存和使用能源的方式。幸運的是，研究人員現在正在尋找創造性的方法來有效地使用這種材料，而無需花費太多錢。