新型太陽能光熱轉(zhuǎn)換率達(dá)90％
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“我們想要?jiǎng)?chuàng)造一種材料，能夠讓陽光無處可逃，你可以稱為‘陽光黑洞’。”美國加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院機(jī)械與航空工程系教授金松河（音譯）說。該校一個(gè)多學(xué)科工程團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新型納米材料，其捕捉太陽能轉(zhuǎn)化成熱能的效率高達(dá)90％，不僅如此，它還能承受700攝氏度的高溫，暴露在空氣和濕度變幻莫測的戶外環(huán)境下，仍然能使用很多年。這項(xiàng)研究受到美國國家能源部“射日”項(xiàng)目資助，相關(guān)成果發(fā)表在最近一期的《納米能源》雜志上。
目前，聚光太陽能發(fā)電系統(tǒng)（CSP）作為新興可替代清潔能源生產(chǎn)技術(shù)正逐漸占領(lǐng)市場，在全球范圍內(nèi)生產(chǎn)的電量總量達(dá)到35億瓦特，能滿足200萬戶家庭用電需求，預(yù)計(jì)在未來幾年會(huì)提高到大約200億瓦特。這一技術(shù)體系的最大亮點(diǎn)在于，能夠使用已經(jīng)投產(chǎn)運(yùn)行的煤或天然氣發(fā)電站，因?yàn)樗残枰孟嗤恼羝麆?dòng)力產(chǎn)生電能。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月29日報(bào)道，一個(gè)最普通的聚光太陽能發(fā)電系統(tǒng)需要用到10萬塊反光鏡，用以將太陽光集中到涂有黑色吸光材料的塔樓上。但是，目前的太陽能吸熱片只能在較低溫度環(huán)境下開展工作，且?guī)缀趺磕甓夹枰舻衾匣说墓饩€吸收材料并替換成新的涂層“外衣”，發(fā)電站每年都要關(guān)閉一次進(jìn)行檢修，這意味著在此期間無法持續(xù)發(fā)電。
圣地亞哥專家團(tuán)隊(duì)在過去3年中一直在開發(fā)、優(yōu)化一種適用該系統(tǒng)的新材料，其特征是一種由10納米到10微米的大量不同尺寸顆粒形成的“多尺度”表面，該結(jié)構(gòu)可保證新涂層長期使用，并確保在高溫環(huán)境下保持高效能量轉(zhuǎn)換。他們自信該成果已基本達(dá)到美國能源部的期望值，并可大規(guī)模應(yīng)用于太陽能發(fā)電廠。
據(jù)了解，美國能源部在2010年發(fā)起了“射日”項(xiàng)目，希望在2020年前，促使太陽能發(fā)電成本降低到具有足夠的市場競爭力。