太阳能技术如今广为人知,并且应用广泛,从民用的太阳能热水器,到空间站上的太阳能电池板等,屡见不鲜,甚至有研究将太阳能电池板应用于汽车,达到节能环保的目的。
如今,科学家们又发现了另一种能源利用方式,反太阳能电池装置。
传统的太阳能技术是利用和捕获太阳辐射出的阳光,并将其转换成多种能量(如热能和电能)的技术方法,比如常见的光伏板,由许多光伏电池组成,利用光能,转换成电能,而反太阳能技术则刚好相反,它捕获的是从地球传播到太空的能量。
听起来有些不可思议,是不是?
太阳能是可再生清洁能源,但却有一个致命的缺陷,让它永远无法完全代替传统能源,那就是当夜晚来临,人类如果没有其他能量来源,将会面临无“能”可用的窘境。
反太阳能装置,正是由此而生。科学家们为了弥补太阳能的限制,反其道而行,利用了辐射冷却的概念,发现了它。
辐射冷却的概念就是,当夜晚天凉之时,地球表面的物体将热量辐射到大气中,从而使自身温度低于环境空气的现象。
研究人员将热电模块固定在20厘米直径的铝制圆盘上,表面涂上黑漆,并放在覆盖有聚酯薄膜的塑料附件上,用透明盖子盖住,并将这一面朝向天空,向外辐射能量,保持其温度低于周围空气,而另一面则由未涂层的铝盘制成,并通过周围空气进行加热,使其温度与周围空气一致。
当夜间到来时,上下两个盘面之间会产生几摄氏度的温差,而热电模块就会因此产生电能。
这个装置夜晚利用辐射冷却,白天也可以反向工作,吸收阳光,利用太阳产生的热量与散发到外部环境的热量温差,进行发电。
2018年12月,斯坦福大学测试了这个模型,该装置每平方米能够产生25毫瓦的电量,相当于晚上点亮一个LED灯泡。不得不提的是,这种设备的制造成本只有两百块钱,完全可以大规模生产。目前,它还只是概念的验证,但是随着研究的深入和设计的改善,这种装置或许能够成为新的能源技术。
未来,它或许能够为一栋房子提供连绵不断的能源,用以照明,甚至家庭用电。或者,它可以作为汽车的整个外饰存在,可以在夜间自然充电,甚至可以利用行驶时产生的热量,进行能源回收……
人类利用太阳能用了100年,但按照科技发展的指数规律,相信反太阳能装置投入应用的时间不会太晚。