同時(shí)從太陽(yáng)和外太空收獲可再生能源

斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們首次證明，可以用一臺(tái)裝置同時(shí)收集來(lái)自太陽(yáng)的熱量和來(lái)自外太空的寒冷。他們?cè)?1月8日發(fā)表在Joule期刊上的研究表明，用于收獲太陽(yáng)能和太空能源的設(shè)備不會(huì)競(jìng)爭(zhēng)土地空間，實(shí)際上可以幫助彼此更有效地運(yùn)作。

可再生能源作為一種經(jīng)濟(jì)有效的化石燃料替代品越來(lái)越受歡迎，太陽(yáng)能頂級(jí)圖表成為全球最受歡迎的產(chǎn)品。但是還有另一個(gè)強(qiáng)大的能源開(kāi)銷可以執(zhí)行相反的功能 - 外部空間。

“人們普遍認(rèn)為太陽(yáng)是一種完美的熱源，為人類提供地球上的人類，”該研究的第一作者陳振說(shuō)，他是斯坦福在山風(fēng)范集團(tuán)的前博士后研究員，現(xiàn)在中國(guó)東南大學(xué)教授。“人們普遍認(rèn)為大自然也為人類提供了外太空作為完美的散熱器。”

物體散發(fā)熱量作為紅外輻射 - 人眼看不到的一種光。大部分輻射通過(guò)大氣中的粒子反射回地球，但其中一些輻射進(jìn)入太空，使得在紅外線范圍內(nèi)發(fā)出足夠輻射的表面降至其周圍溫度以下。輻射冷卻技術(shù)反映了大量的紅外線，提供了一種不會(huì)排放溫室氣體的空調(diào)替代品。如果只有兩種技術(shù)可以在一個(gè)屋頂上和平共存，它還可以幫助提高太陽(yáng)能電池的效率，從而減少更熱的太陽(yáng)能電池。

陳和他的同事開(kāi)發(fā)了一種將輻射冷卻與太陽(yáng)能吸收技術(shù)相結(jié)合的設(shè)備。該裝置由位于輻射冷卻器頂部的鍺太陽(yáng)能吸收器組成，氮化硅，硅和鋁層封閉在真空中，以最大限度地減少不必要的熱量損失。在太陽(yáng)能吸收器和氣氛是透明的中紅外范圍的8-13微米，提供用于從所述輻射冷卻器紅外輻射的通道通過(guò)，從而使外空間。該團(tuán)隊(duì)證明，該組合裝置可同時(shí)提供24°C的太陽(yáng)能加熱和29°C的輻射冷卻，太陽(yáng)能吸收器通過(guò)阻擋來(lái)自太陽(yáng)的熱量來(lái)改善輻射冷卻器的性能。

“在屋頂上，我們想象一個(gè)光伏電池可以供電，而輻射冷卻器可以在炎熱的夏天讓房子降溫，”陳說(shuō)。

雖然這項(xiàng)技術(shù)看起來(lái)很有希望，但Chen認(rèn)為在將其擴(kuò)展用于商業(yè)用途之前還有很多工作要做。雖然包封設(shè)備的真空可以相對(duì)容易地?cái)U(kuò)大規(guī)模，但是由硒化鋅制成的紅外透明窗口仍然太昂貴，并且太陽(yáng)能吸收器和輻射冷卻器也可以由更便宜的高性能材料設(shè)計(jì)。Chen認(rèn)為測(cè)試光伏電池在太陽(yáng)能吸收器中的使用也很重要- 這一想法尚未得到證實(shí)。但是，盡管存在所有這些實(shí)際挑戰(zhàn)，該團(tuán)隊(duì)相信這項(xiàng)研究表明可再生能源具有比以前想象的更多的屋頂潛力。

“我認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)徹底改變目前的太陽(yáng)能電池技術(shù)，”陳說(shuō)。“如果我們的概念得到展示和擴(kuò)大，未來(lái)的太陽(yáng)能電池將具備兩個(gè)功能：電力和冷卻。”