2020年是戴森设计大奖(The James Dyson Award)创下新纪录的一年，目前该奖项已经资助了来自世界各地的年轻工程师和科学家的250项发明。在今年充满严峻挑战的背景下，戴森设计大奖收到的参赛作品数量达到历史新高，作品质量表现出众，彰显了青年发明人才的独创性。今年荣获了3万英镑奖金的全球冠军和全球可持续发展冠军，都为当前人类面临的全球性问题 -- 女性错过乳腺癌筛查导致发现病症过晚，以及可持续产生的可再生能源匮乏，给出了解决方案。

下面一起来看下，可持续发展奖 - 由Carvey Ehren Maigue发明的AuREUS系统科技。

问题

许多可再生能源面临间歇性问题，如风能和太阳能只能在特定的环境条件下才能产生。太阳能电池板必须面向太阳才能将可见光转化为可再生能源，目前的太阳能发电厂都是水平而非垂直建设的。并且，发电站通常被建在优质的耕地上，导致土地不能用于农作物种植。

据统计，化石燃料占全球能源产品的81%以上[4]，如果继续以目前的速度燃烧化石燃料，到2060年全球的天然气和石油供应将面临枯竭[5]。同样的，中国能源消费构成中化石能源仍为主要来源，占比偏高，而清洁能源消费量占能源消费总量的23.4%，一次电力和其他非化石能源仅占比14.9%[6]。然而，有成千上万的窗户和其他表面可被重新利用，却被人们所忽略。

解决方案

戴森设计大奖的首个可持续发展奖得主面临的挑战是，如何更有效地利用光获取可再生能源，并在此过程中完成废弃物的升级利用。

AuREUS是菲律宾马尼拉马普阿大学的Carvey Ehren Maigue发明的一种材料。它可以附着在原有的结构或物体表面，吸收紫外线并将其转换成可见光，从而产生电能。这种产能方式是传统太阳能电池板无法实现的。无论是晴天还是阴天，Carvey的材料都可以产生电能，因为其材料中的颗粒会吸收紫外线，从而使它们发光。当这些粒子“静止”时，它们让多余的能量以可见光的形式从材料中“释放”，随后可见光就能转化为电能。相比太阳能电池板，AuREUS有望将更多的太阳能转化为可再生能源，甚至在没有阳光直射的情况下也能充分发挥作用。目前有测试表明，它的光电转换效率达到48%，而传统的光伏发电的光电转换效率只有10-25%[7][8]。

一直以来，菲律宾都饱受极端天气之苦，农民也经常因此损失惨重。Carvey没有放任受灾农作物腐烂，而是试图将其变为他的衬底材料的紫外线吸收剂。在测试了近80种不同类型的本地农作物后，Carvey发现其中9种可作为长期使用的备选。当衬底被应用于材料时，它是耐用的，半透明的，并且可以塑造成不同的形状。Carvey已经在研究开发可用于窗户和墙壁之外其他地方的材料，比如布料，并打算将其应用到汽车、船只和飞机上。

詹姆斯·戴森表示：“AuREUS可持续利用废弃农作物的方式令我惊叹，但我更加被Carvey的坚定和决心触动。2018年未能入围国际评审后，他仍坚持并进一步延伸了自己的想法 -- 这将是他在漫长的商业化道路上非常重要的性格特质。我祝愿他一切顺利，我本人也很关心农业，一直担心光伏电池大量覆盖肥沃丰产的农业用地的问题。Carvey的发明呈现了一种令人信服的方法，让我们在城市内的窗户等现有结构上也能创造清洁能源。”

坚持不懈

2018年，Carvey首次将他的想法提交给戴森设计大奖，但没有进入最终评审阶段。当时，他的这项技术仅能应用于窗户上，而且在衬底中使用了一种化学化合物作为主要成分。经过两年在应用领域的进一步研发，将回收改造的废弃农作物作为衬底材料后，Carvey的发明最终荣获了戴森设计大奖首个可持续发展奖。他坚持不懈改进自己的想法，并从挫败中吸取教训。Carvey对待失败的精神与詹姆斯·戴森不谋而合，这也是戴森工程师们所具备的关键品质。

Carvey在与詹姆斯·戴森交谈后表示：“获得戴森设计大奖冠军对我而言，既是起点也是终点。它标志着多年来外界对AuREUS是否具有全球意义这一质疑的结束，也标志着AuREUS系统技术走进世界视野的开始。我希望能利用自然资源去创造一种更好的、贴近人们生活的可再生能源，去实现一个可持续的、可再生的未来。”