科学|科学家改良“反太阳能”板，黑夜发电提升120%？
【科学|科学家改良“反太阳能”板，黑夜发电提升120%？】与非网 9 月 14 日讯 ， 据外媒报道 ， 一项新研究表明 ， 研究人员开发出一种可以显著改善“反太阳能”板的方法 ， 这是一种新的清洁、可持续的夜间发电方式 。
传统光伏电池的工作原理是 ， 它们的温度比阳光低 ， 可以捕获阳光的热量并将其转化为电能 。 反太阳能电池板的工作方式与之不同 ， 其比夜间地球辐射的热量更冷 ， 可收集此种热量并利用热电发电机将其转化为电能 。
本文插图
图源：hydrogenfuel
反太阳能电池板所产生的电力仅相当于太阳能电池板的约四分之一 。 但是 ， 一项新研究的作者称 ， 他们已经开发了一种方法 ， 在模拟过程中 ， 可将这些反太阳能电池板的夜间发电量提高 120% 。
这种电池可以在夜间收集能量 。 这种技术不是像普通的太阳能电池板那样吸收太阳光并将其转化为电能 ， 而是反向工作 。
在晚上 ， 当太阳能电池板没有吸收到的热量时 ， 仍然有我们可以利用的输出热量 。 通过将一块暖气板指向太空的冷阱 ， 这种热量开始以不可见的红外光向外辐射 。 这被称为辐射冷却 ， 如果这些散发出来的热量能够得到合理利用 ， 那么它可以在夜间为我们的城市提供廉价的照明 。 白天储存太阳能是一个相对昂贵的提议 ， 所以直接在夜间发电可以帮助减少这种负荷 。
利用热电发电机的热力学模型 ， 斯坦福大学的科学家们已经在屋顶上找到了一个概念证明 ， 理论上可以在不需要电池或外部能源的情况下每平方米产生 2.2 瓦特的电能 。 虽然其他人也尝试过类似的夜间电池 ， 但这种特殊的设计可以产生 120 倍的能量 。 事实上 ， 它几乎与卡诺热机的性能相当 ， 卡诺热机是“完美”发动机的理论热力学极限 。
这一概念是基于现有的技术 ， 它将辐射冷却与热电发电机相结合并加以优化——热电发电机只占整个装置占地面积的 1% ， 这是一个很好的可扩展性标志 ， 因为热电发电机是系统中最昂贵的部分 。 使用基于真实参数的计算机模型 ， 作者将他们优化后的模拟进行了测试 。 这种电池被放置在屋顶上 ， 声称其电池的大小能在热量损失和热电转换之间实现最佳平衡 。
斯坦福大学和以色列理工学院的研究团队表示 ， 通过改进热电发电机 ， 开发了这种新型夜间发电技术 。 他们使用一种更有效的材料 ， 使该发电机能够更有效地排出多余的热量 。 据分析 ， 经过重新设计的反太阳能发电机可以产生多达 2.2W/㎡的能量 ， 是之前夜间太阳能电池板模型的 120 倍 。
研究人员强调 ， 模拟结果和实际性能还是有区别的 。 但他们也表示 ， 他们的设计使用了现有技术和材料 ， 从理论上讲 ， 该模型可以对其他来源的热量进行能量转换 ， 例如汽车行驶时产生的热量 ， 而且可以在白天提供电力 。
当然 ， 好多实际应用还有待实现 。 研究人员承认 ， 尽管他们对夜间发电的示范是了不起的 ， 但仍不足以满足上述许多愿望 。 不过 ， 一种不依赖化石燃料燃烧来满足我们的能源需求的技术还是值得探索的 。 一旦实现 ， 人类的能源将源源不绝 。
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