从太阳和外层空间同时获取可再生能源

斯坦福大学的科学家首次证明，可以用一个设备同时收集来自太阳的热量和来自外太空的寒冷。他们发表在11月8日《焦耳》杂志上的研究表明，用于收获太阳能和空间能量的设备不会争夺土地空间，而是实际上可以帮助彼此更有效地运行。可再生能源越来越受欢迎。作为化石燃料的一种经济有效的替代品，太阳能排行榜已经成为世界上最受欢迎的排行榜。但是，还有另一种强大的能量消耗可以发挥相反的作用——外层空间。

“人们普遍认为，太阳是一个完美的热源，为地球上的人类提供热量，”这项研究的第一作者陈震说。曾任山风帆集团斯坦福博士后研究员，现为东南大学教授。"人们普遍认为，大自然也为人类提供了一个完美的辐射源."物体以红外辐射的形式散发热量，这是一种人眼看不见的光。大部分辐射通过大气中的颗粒反射回地球，但也有一部分进入太空，使发出足够红外范围辐射的表面降至其周围温度以下。辐射制冷技术反射大量红外线，为不排放温室气体的空调提供了替代方案。它还可以帮助提高太阳能电池的效率，从而减少太阳能电池变热——如果这两种技术只能在一个屋顶上和平共处的话。

陈和他的同事们已经开发了一种结合辐射冷却和太阳能吸收技术的设备。该设备由位于辐射冷却器顶部的锗太阳能吸收器组成，其中氮化硅、硅和铝层密封在真空中，以最大限度地减少不必要的热损失。太阳能吸收器和大气在8-13微米的中红外范围内都是透明的，为从辐射冷却器到外层空间的红外辐射通道提供了通道。研究小组证明，组合装置可以同时提供24的太阳能加热和29的辐射冷却，太阳能吸收器可以通过阻挡太阳的热量来提高辐射冷却器的性能。

“在屋顶上，我们想象光伏电池可以供电，而辐射冷却器可以在炎热的夏天冷却房子，”陈说。

虽然这项技术看起来很有前景，但陈认为，在推广到商业用途之前，还有许多工作要做。虽然封装设备的真空可以相对容易地扩大规模，但硒化锌制成的红外透明窗仍然太贵，太阳能吸收器和辐射冷却器也可以用更便宜的高性能材料设计。陈认为测试光伏电池在太阳能吸收器中的应用也很重要，这个想法还没有得到证实。但是，尽管有这些实际的挑战，该小组认为，这项研究表明，可再生能源比以前认为的有更多的屋顶潜力。“我认为这项技术可能会彻底改变目前的太阳能电池技术，”陈说。“如果我们的概念得到展示和扩展，未来的太阳能电池将具有两种功能：电力和冷却。”

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