超透明氣凝膠專為更好、更低成本的太陽能集熱器而設計

我們可能聽到很多關於光伏電池板的信息,但太陽能集熱器也很有用 – 這些設備從太陽光中收集熱量,用於傢庭供暖等應用。現在,麻省理工學院研究人員宣佈開發出一種新材料,可以使它們比以往更便宜、更高效。

目前,太陽能收集器通常包括一系列反射器,其將太陽光聚焦到一個中央收集裝置上。該裝置又在黑色吸熱材料的頂部包含透明玻璃板,在它們之間的空隙中具有真空。這樣的設置可能是昂貴且復雜的,然而,大部分聚集的熱量可能通過玻璃面板“逃逸”出來。考慮到這一點,麻省理工學院的一個團隊開發瞭一種矽膠氣凝膠來代替玻璃。

材料足夠透明,可以讓大量陽光透過,但它也具有足夠高的保溫值以保持內部的熱量。當麻省理工研究團隊在冬季室外溫度低於0C情況下在屋頂上測試含有氣凝膠的收集器時,其內部的吸熱材料能夠保持200C的溫度。

氣凝膠由“豐富且廉價”的成分組成,最初是一種迅速幹燥的液體。留下的是一種主要由空氣組成的材料,由於快速幹燥過程,其二氧化矽顆粒之間的空間非常小。這種質量使其比其他絕緣氣凝膠更加透明,透光率超過95% – 相比之下,之前開發的氣凝膠僅能夠達到約70%。

現在研究人員希望,一旦該技術進一步發展,結合氣凝膠的太陽能收集器可用於加熱管道中的水,然後將水泵送通過傢庭供暖系統。然而,在此之前,幹燥過程的成本需要降低 – 目前還需要一種稱為臨界點幹燥器的專用設備,它不適合收集器的商業規模生產。

研究人員最近在《ACS Nano》雜志上發表瞭一篇關於這項研究的論文。

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