“光陷阱”太阳能光伏电池
1995年，刚刚拿到物理学学位的凯利·卡奇波决定投身于当时看来毫无前途可言的太阳能光伏产业。这是个充满未知的冒险，“我甚至感觉自己会失业。”卡奇波回忆说。事实证明她的选择是正确的。2006年，已经是博士后的的卡奇波打开了一道显著提高薄膜太阳能电池光电转换率的大门。
与传统的晶硅太阳能电池相比，使用非晶硅或碲化镉等半导体材料制成的薄膜太阳能电池具有明显的成本优势，但是效率往往不尽人意。这是因为，如果薄膜电池的厚度不及射入光线的波长，光线很难被电池吸收和转化。厚度只有几微米（一微米等于百万分之一米）的薄膜电池只能吸收太阳光中波长接近红外线的部分。结果这种电池的光电转换率只有8%至12%，与硅电池14%至19%的效率相比有不小的差距。
卡奇波现在是澳大利亚国立大学的一名研究人员，她从2002年以来一直在研究如何提高薄膜太阳能电池的效率，具有奇特光学特性的等离子体吸引了她的注意。受到光线刺激时，等离子体能够在金属表面形成一种光波。卡奇波发现，如果将这些金属换成纳米颗粒，并镀在薄膜硅电池表面上，射入的光线可以使这些微粒震动，从而有效地让光线散射，电池因此能够吸收波长更长的光线。如此一来，入射光线就像是进入了“陷阱”，被更多地吸收而不是逃逸。
卡奇波的实验结果显示，这种“光陷阱”能够将薄膜电池的发电量提升30%。而在卡奇波之前，还从未有人在薄膜太阳能电池上尝试等离子体。《技术评论》评论称，如果卡奇波能够将这种纳米颗粒技术整合到现今蓬勃发展的光伏产业中，整个太阳能电池产业的“技术天平“将发生倾斜。已有数家公司向卡奇波抛来橄榄枝，但她还是希望能在商业化推广前进一步完善技术。此外，澳大利亚的斯威本国立科技大学也正在与光伏巨头Suntech Power合作，研发自己的等离子体薄膜电池，他们预计在4年内实现量产。
太阳能生物燃料
当活跃于生物技术领域的风投公司Flagship Ventures总裁努巴·阿费彦决定发明一种全新的可再生燃料时，他选择了一条与众不同的道路，“既然生物燃料最终的来源是二氧化碳和水，为什么一定要打玉米、柳枝稷或者海藻的主意？”
阿费彦萌生了一个念头：让二氧化碳直接转化成燃料。这个有些“疯狂”的念头可行吗？答案似乎是肯定的。阿费彦为此成立了一家名为Joule Biotechnologies 的生物技术公司，凭借基因改造技术，这家公司成功地用光合作用将二氧化碳高效转化成乙醇生物燃料，在此之前，没有人成功过。研究人员需要在特殊的生物反应器中培养转基因光合微生物，整个过程不消耗淡水、也不需要很大的空间，只需要阳光。这些微生物在阳光的刺激下会不断地“分泌”出燃料。实验结果让阿费彦相信，这个技术单位面积内的产能要比传统的玉米乙醇高出100倍，同时开发成本比化石燃料要低很多。
《技术评论》认为，如果阿费彦所言得以实现，石油的地位“岌岌可危”。传统的生物燃料，比如玉米乙醇，往往需要消耗大量淡水和农田。这种新型的生物燃料则摆脱了对水和大面积土地的需求，唯一可能限制其发展的将是整个反应过程的成本。目前Joule Biotechnologies并没有开展大规模生产，他们希望能进一步改进微生物和生物反应容器。但是已经有其他公司试图扩大这一技术的应用规模，比如美国新兴高科技公司Synthetic Genomics以及明尼苏达大学的生物科学研究院。
“绿色”水泥
水泥是混凝土的重要原料，传统的水泥制作工艺要求在1450℃的高温下粉碎石灰岩、粘土和沙石，这些热量需要由煤炭或天然气来提供。毫无疑问，水泥在生产过程中会产生大量的二氧化碳，以常见的波特兰水泥为例，每生产一吨水泥就会带来0.8吨左右的二氧化碳排放量，当它最终与水混合用于建筑时，每吨水泥能吸收0.4 吨的二氧化碳，因此每吨传统水泥的碳足迹为0.4 吨。去年全球水泥产量为28亿吨，这些水泥带来的碳排占到当年全球碳排总量的5%。
英国的Novacem公司正试图改变这一现状，公司的首席科学家尼克劳斯·瓦拉索普鲁斯采取了逆向思维，让水泥在硬化过程中大量吸收二氧化碳，从而中和其在生产过程中带来的碳排。这一思路得以实现的关键之处在于用镁硅酸盐取代先前的基础原料石灰岩。
瓦拉索普鲁斯发现，镁硅酸盐水泥具备良好的硬度，但却不会像石灰岩那样，在制造过程中释放出大量二氧化碳。这种“绿色”水泥不需要高温操作（只需650℃），这使得它在生产过程中的碳排降至0.5吨左右。同时在硬化过程中还能够不断与大气中的二氧化碳发生反应，生成碳酸盐，这个过程不仅能加强水泥的硬度，还能够吸收大致0.6吨的二氧化碳，这使得水泥的最终碳排几乎为零。
“绿色”水泥正在向传统的波特兰水泥发出强有力的挑战，但最大的挑战恐怕不是技术，而是观念。美国西北大学环境工程系教授哈姆林·杰宁斯指出：“他们是在向一个非常保守的行业引进一个非常新的材料，问题很棘手。”无论如何，Novacem已经将“绿色”水泥的年产量目标定在50万吨，这个产量足以让新水泥在价格上与波特兰水泥相抗衡。
