随着人们为应对地球气候变化危机寻找解决方案,科学家们正致力于创造可再生能源作为化石燃料的替代品。现在,斯坦福大学的科学家们 有望提供一项新解决方案,他们正在开发一种能够收集太阳能并将辐射排入太空的单一设备——它既可以作为加热器,也可以作为空调。
多年来,通过太阳能收集太阳能一直是主要的替代能源。但这项新研究表明,设备可以同时收集太阳能并利用所谓的“空间能量”,这实际上并不是一种能量来源,而是一个散热器。
替代性冷却
物体会以红外辐射(一种我们看不见的光)的形式散发热量。这种辐射大部分会被大气中的反射粒子反射回地球。但其中一部分可以逃逸到太空中。但这项被称为“辐射冷却”的新技术,利用了这个过程,并使用红外光来冷却其周围区域,从而实现了无化石燃料的空调。
空间能量
研究团队认为,这种冷却“空间能量”有可能提高太阳能电池的效率。他们现在已经开发出一种结合了辐射冷却和太阳能吸收技术的设备。该研究的主要作者,斯坦福大学前博士后研究助理、现任中国东南大学教授的陈振(Zhen Chen)在 一份声明中说:“在屋顶上,我们可以设想光伏电池可以提供电力,同时辐射冷却器可以在炎热的夏季为房屋降温。”
该设备由顶部的太阳能吸收器和下面的辐射冷却器组成,辐射冷却器由氮化物、硅和铝层构成。然后将这些层进行真空密封以防止热量损失。该设备吸收太阳能,并将冷却器中的红外辐射反射到外太空。该设备仍处于开发阶段,但研究人员声称,它可以将周围区域加热高达 75 华氏度(24 摄氏度),并将周围区域冷却高达 84 华氏度(29 摄氏度)。该团队还声称,由于太阳能吸收器阻挡了辐射冷却器,因此提高了其性能。
然而,尽管利用外太空反射的红外辐射来冷却房屋的设想很吸引人,但离实际应用还有很长的路要走。陈振表示,在将这项技术规模化并投入商业化使用之前,还有大量工作要做。
如果成功,这项技术将意义重大。国际能源署表示,空调产生的排放量 在未来几年将继续急剧增加。随着地球变暖,更多的人将使用空调,从而导致化石燃料使用量的增加。
他们的 研究成果已发表 在《Joule》杂志上。














