科學家們首次證明,一個裝置可以同時收集熱量和「冷量」

導語:斯坦福大學的科學家們首次證明,一個裝置可以同時收集熱量和“冷量”。熱量的使用可以減少能源消耗,“冷量”可以代替空調。

科學家們首次證明,一個裝置可以同時收集熱量和“冷量”

現在的能源領域裡,太陽能被視為一種可再生無汙染的新能源。科學家們進行了各種各樣的嘗試,新的研究成果更是層出不窮。11月8日,來自斯坦福大學的科學家們公佈了最新的研究成果,並把它發表在了Joule雜誌上。

可再生能源越來越受歡迎,作為化石燃料有效替代品,太陽能在未來有望成為人類能量的主要來源。該研究的第一作者陳振說道:“人們普遍認為太陽是一種完美的熱源,為人類提供熱量,同時也認為大自然也為人類提供了外太空作為完美的散熱器。”該研究的第一作者陳振說,他曾是斯坦福大學的博士後研究員,現任中國東南大學教授。

科學家們首次證明,一個裝置可以同時收集熱量和“冷量”

物體散發一種人眼看不見的光,那就是紅外輻射,它可以傳遞熱量。大部分輻射通過大氣中的粒子反射回地球,但其中一些輻射進入太空,這也使得周圍溫度降低。輻射冷卻技術釋放了大量的紅外線,提供了一種不會排放溫室氣體的空調替代品。如果把兩者結合起來,我們在得到熱量的同時,還可以得到“冷量”。

陳振和他的同事開發了一種將輻射冷卻與太陽能吸收技術相結合的裝置。該裝置由位於輻射冷卻器頂部的鍺太陽能吸收器組成,其中氮化硅,硅和鋁層封閉在真空中,以最大限度地減少不必要的熱損失。該團隊證明,該組合裝置可同時提供24°C的太陽能加熱和29°C的輻射冷卻。陳振說道:“在屋頂上,我們想象一個光伏電池可以供電,而輻射冷卻器可以在炎熱的夏天讓房子降溫”。

科學家們首次證明,一個裝置可以同時收集熱量和“冷量”

雖然這項技術看起來很有希望,但陳振認為在將其擴展用於商業用途之前還有很多工作要做。雖然包封設備的真空可以相對容易地擴大規模,但是由硒化鋅製成的紅外透明窗口仍然太昂貴,並且太陽能吸收器和輻射冷卻器也可以用更便宜的高性能材料設計。但是,儘管存在所有這些實際挑戰,該團隊認為這項研究表明,可再生能源具有比以前想象的更多的屋頂潛力。

“我認為這項技術可能會徹底改變目前的太陽能電池技術,”陳說。“如果我們的概念得到展示和擴大,未來的太陽能電池將具備兩個功能:電力和冷卻。”


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