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同时从太阳和外太空收获可再生能源

2019-04-05 17:07:07来源:

可再生能源作为一种经济有效的化石燃料替代品越来越受欢迎,太阳能顶级图表成为全球最受欢迎的产品。但是还有另一个强大的能源开销可以执行相反的功能 - 外太空。

“人们普遍认为太阳是一种完美的热源,为人类提供地球上的人类,”该研究的第一作者陈振说,他是斯坦福在山风范集团的前博士后研究员,现在中国东南大学教授。“人们普遍认为大自然也为人类提供了外太空作为完美的散热器。”

物体散发热量作为红外辐射 - 一种人眼看不见的光。大部分辐射通过大气中的粒子反射回地球,但其中一些辐射进入太空,使得在红外线范围内发出足够辐射的表面降至其周围温度以下。辐射冷却技术反映了大量的红外线,提供了一种不会排放温室气体的空调替代品。它还可能有助于提高太阳能电池的效率,从而减少太阳能电池变得更热 - 如果这两种技术只能在一个屋顶上和平共存。

陈和他的同事开发了一种将辐射冷却与太阳能吸收技术相结合的设备。该装置由位于辐射冷却器顶部的锗太阳能吸收器组成,氮化硅,硅和铝层封闭在真空中,以最大限度地减少不必要的热量损失。太阳能吸收器和大气都在8-13微米的中红外范围内是透明的,为来自辐射冷却器的红外辐射通道提供通道到外太空。该团队证明,该组合装置可同时提供24°C的太阳能加热和29°C的辐射冷却,太阳能吸收器通过阻挡来自太阳的热量来改善辐射冷却器的性能。

“在屋顶上,我们想象一个光伏电池可以供电,而辐射冷却器可以在炎热的夏天让房子降温,”陈说。

虽然这项技术看起来很有希望,但Chen认为在将其扩展用于商业用途之前还有很多工作要做。虽然封装设备的真空可以相对容易地扩大规模,但由硒化锌制成的红外透明窗口仍然太昂贵,并且太阳能吸收器和辐射冷却器也可以用更便宜的高性能材料设计。陈认为测试光伏电池在太阳能吸收器中的使用也很重要 - 这一想法尚未得到证实。但是,尽管存在所有这些实际挑战,该团队相信这项研究表明可再生能源具有比以前想象的更多的屋顶潜力。

“我认为这项技术可能会彻底改变目前的太阳能电池技术,”陈说。“如果我们的概念得到展示和扩大,未来的太阳能电池将具备两个功能:电力和冷却。”