太阳能发电新工艺可同时利用光和热
据物理学家组织网8月3日(北京时间)报道,美国斯坦福大学的研究人员开发出一种太阳能转换新工艺,该工艺可同时利用太阳的光和热来产生电力,其产生电力的效率要比现有方法高出两倍多,生产成本将有可能与石油相抗衡。此项研究成果发表在8月1日《自然·材料科学》网络版上。
与目前使用在太阳能电池板中的光伏发电技术不同,新工艺不会随温度升高而降低效率,因此可在更高温度下工作。这种被称为“光子增强热离子发射”(PETE)的新工艺,其效率将大大超过现有的光伏及热转换技术的效率。
斯坦福大学材料科学和工程系副教授尼克·梅洛仕领导的研究小组通过在一片半导体材料上喷涂一薄层金属铯,使材料具有了利用光和热来产生电力的能力。研究证实,这一新工艺将不再基于标准的光伏发电机制,能在很高的温度条件下产生类似于光伏发电的反应,而且温度越高,工作效率越高。
大多数硅基太阳能电池在温度达到100摄氏度时已呈现出惰性,但PETE设备在超过200摄氏度的条件下才会达到峰值效率,因而最适于应用在抛物面太阳能聚光器中。可达到800摄氏度高温的抛物面聚光器通常作为太阳能发电厂设计的一部分,因此,PETE设备可为太阳能发电厂提供第二条电力来源,通过与现有技术的结合,电力生产成本有望做到最小化。
梅洛仕计算出,PETE工艺应用于太阳能聚光器时所能达到的效率高达50%,和余热循环系统相结合,则效率可达55%—60%,这几乎是现有系统的3倍。 PETE系统的另一优势在用于太阳能聚光器时,制作设备所需的半导体材料数量相当少,从而大幅降低了太阳能电力生产的成本。
研究人员表示,PETE工艺大大增强了太阳能发电的可行性,即使达不到最佳效率,只要能将转换效率从20%增加到30%,其整体转换效率也将在原有基础上提高50%,这将大大促进太阳能产业与石油业的竞争能力。
高性能热感知传感器亮相韩国
韩国研究人员在绝缘体变导体技术的基础上,开发成功高性能热感知传感器。这种传感器可将现有同类传感器的热感知性能提高100倍,能有效防止电池因过热而爆炸。
韩国电子通信研究院金贤卓博士领导的研究小组去年9月通过绝缘体导电实验,首次证实科学家50多年前提出的绝缘体可以导电的猜想,在世界上率先发明了能使绝缘体导电的技术。利用这种技术,绝缘体在特定温度下可变为导体。
金贤卓等人进一步开发出了高性能热感知传感器。这种传感器可用于家用电器等的配用电池,并能防止它们在过热时爆炸。实验显示,手机用二次锂电池的爆炸温度为177摄氏度,而采用高性能热感知传感器的二次锂电池在210摄氏度高温下也不爆炸。另外,采用高性能热感知传感器后,二次锂电池能避免因过热而明显膨胀。
高性能热感知传感器比现有同类传感器的热感知性能高出约100倍。假如现有同类热感知传感器能在1米距离感知热度,那么高性能热感知传感器能在100米距离感知热度。鉴于这一特点,高性能热感知传感器不仅可广泛用于食品发酵、火灾报警等领域,而且有望用作军事、航空航天领域的热感知仪器。
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