開啟太陽能熱新用途的新型氣凝膠材料

美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)研究人員最新開發(fā)出一種性價(jià)比高的新型氣凝膠材料用于太陽能收集器，可較大程度地減少光的散射，產(chǎn)生比傳統(tǒng)氣凝膠要高得多的溫度。該科研團(tuán)隊(duì)日前在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)·納米》雜志上報(bào)告，他們研制的氣凝膠由“豐富且廉價(jià)”的成分組成，非常透明，幾乎看不見，可提高太陽能集熱器的集熱效率，開啟太陽能熱的新用途，幫助人類更好地利用太陽能。

科研團(tuán)隊(duì)用了4年時(shí)間進(jìn)行研究，研制的凝膠顆粒間孔隙更小，故散射的光要少得多。這種新凝膠的關(guān)鍵在于所用材料的精確比例，他們將催化劑與含硅化合物顆?；旌显谝后w溶液中，制造一種比傳統(tǒng)氣凝膠干得快很多的混合物，在其干燥排出液體后，留下的基質(zhì)主要是空氣，但保留了原始混合物的強(qiáng)度。新型氣凝膠散射的光較少，在保持其高度絕緣性能的同時(shí)可穿透95%以上的入射陽光，而此前的氣凝膠僅能達(dá)到70%。

在麻省理工學(xué)院校園屋頂上進(jìn)行的測(cè)試中，這種由一層新型氣凝膠覆蓋的黑色吸熱材料構(gòu)成的太陽能收集器能達(dá)到并保持220℃。在此之前，要達(dá)到此溫度只能通過使用聚光系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，即使用鏡子將陽光聚焦到中心線或中心點(diǎn)上。但使用新型氣凝膠材料不需要聚光，系統(tǒng)更簡(jiǎn)單，成本也更低了。

研究人員希望，隨著該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，新型氣凝膠在需要更高熱量的各種應(yīng)用中發(fā)揮作用。簡(jiǎn)單的屋頂太陽能收集器產(chǎn)生的溫度約為80℃，通常用于家庭熱水。而氣凝膠系統(tǒng)更勝一籌，提供的高溫除家庭熱水外，還可加熱管道中的水用于家庭供暖，甚至為空調(diào)供電，還可用于需要220℃的熱工業(yè)過程，為化學(xué)、食品和制造過程提供熱量。研究人員將該氣凝膠的功能描述為“類似溫室效應(yīng)”。