超透明气凝胶专为更好、更低成本的太阳能集热器而设计

2019年07月03日 10:19 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

我们可能听到很多关于光伏电池板的信息,但太阳能集热器也很有用 - 这些设备从太阳光中收集热量,用于家庭供暖等应用。现在,麻省理工学院研究人员宣布开发出一种新材料,可以使它们比以往更便宜、更高效。

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目前,太阳能收集器通常包括一系列反射器,其将太阳光聚焦到一个中央收集装置上。该装置又在黑色吸热材料的顶部包含透明玻璃板,在它们之间的空隙中具有真空。这样的设置可能是昂贵且复杂的,然而,大部分聚集的热量可能通过玻璃面板“逃逸”出来。考虑到这一点,麻省理工学院的一个团队开发了一种硅胶气凝胶来代替玻璃。

材料足够透明,可以让大量阳光透过,但它也具有足够高的保温值以保持内部的热量。当麻省理工研究团队在冬季室外温度低于0ºC情况下在屋顶上测试含有气凝胶的收集器时,其内部的吸热材料能够保持200ºC的温度。

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气凝胶由“丰富且廉价”的成分组成,最初是一种迅速干燥的液体。留下的是一种主要由空气组成的材料,由于快速干燥过程,其二氧化硅颗粒之间的空间非常小。这种质量使其比其他绝缘气凝胶更加透明,透光率超过95% - 相比之下,之前开发的气凝胶仅能够达到约70%。

现在研究人员希望,一旦该技术进一步发展,结合气凝胶的太阳能收集器可用于加热管道中的水,然后将水泵送通过家庭供暖系统。然而,在此之前,干燥过程的成本需要降低 - 目前还需要一种称为临界点干燥器的专用设备,它不适合收集器的商业规模生产。

研究人员最近在《ACS Nano》杂志上发表了一篇关于这项研究的论文。

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