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星期天,六月二十八日,2020年

凝胶使太阳能电池板“Sweat” to Cool Themselves

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图片来信:Pixabay.com

上个月我读了关于太阳能电池板的新闻中有趣的事情,我决定在我的博客中写一篇关于它的帖子。它是太阳能技术的新东西 - 凝胶状材料制造标准太阳能电池板“sweet”冷却自己。大学公园马里兰大学的材料科学家梁虎湖说:“it’S一种简单,优雅,有效的方法来改造现有的太阳能电池面板,以实现即时效率提升。”

典型的硅太阳能电池板将大约20%的阳光转换’光线电力。大部分休息都变成了热量,可以将太阳能电池板温暖多达40°C/104°F.正如我们所知,面板的加热是最严重的问题之一 - 太阳能电池板在过热时效率远得多。实际上,每一定程度的温度超过25°C/77°F,太阳能电池板的效率下降。 

近年来,研究人员设计了可以从空气中吸水的材料并将其冷凝入液体水中以饮用。其中包括德克萨斯大学的研究人员,他们创造了一种新的凝胶状材料。最初,凝胶是产生的,以生产干净的饮用水。它证明了其有效性,并有可能为数百万人提供清洁,可持续的水源。

凝胶状材料是用吸水氯化钙盐的聚合物中的碳纳米管的混合物。当空气冷却时,这种物质在夜间吸收水蒸气,湿度高。然后它导致水蒸气冷凝凝胶保持的液滴。当在白天的热量上升时,凝胶释放水蒸气。如果通过透明塑料覆盖,则释放蒸汽被捕获,凝回液体水,并流入储存容器。

香港理工大学的环保工程师彭望,他的同事们弄清楚了冷凝水的用途:太阳能电池板的冷却剂。因此,研究人员将1厘米厚的凝胶覆盖在标准硅太阳能电池板的下侧。他们的想法是,在白天,凝胶会从太阳能电池板上拉热量。它引发了它的蒸发过程,用于将其拉出的水从前一天夜间拉出,将其释放通过凝胶层的底部。因此,凝胶状材料可以制造太阳能电池板“汗水“很酷 - 就像出汗一样冷却人体。每个面板所需的凝胶量取决于其所在位置的大小和温度和湿度。在沙漠环境中,具有35%湿度,一个1平方米的太阳能电池板需要1千克凝胶来冷却它。在一个湿度的湿度下的湿度下,每平方米太阳能电池板只需要0.3千克凝胶。

这些太阳能电池板的温度可以降至10°C/50°F,面板的电力输出可以增加15%至19%。在太阳能技术领域,这是相当大的。“在一个领域,工程师在功率转换效率下增加每次0.1%的0.1%,即使是一个经济繁荣,也甚至1%的增益也是一个经济繁荣,”华中科技大学的材料科学家君子君说。

这种解决方案的一个缺点是雨可以在凝胶中溶解氯化钙盐,吸收其吸水性的性能。彭望承认这是一个可能的问题,尽管水凝块坐在太阳能电池板下方,并且有些屏蔽雨水。他说,他和他的同事正在研究一个第二代凝胶,即使潮湿也不会降级。

该团队还在看另一个设计选项,可以在从凝胶中蒸发后捕获和重新冷凝水 - 并且可能使用收集的水从灰尘中清洁太阳能电池板。

目前,全球800多个太阳能电力,提供了3%的全球电力需求。在未来十年,此数字可能会增加大约五次。

来源: sciencemag.org.