科研員研制出可捕獲并儲(chǔ)存太陽(yáng)能的裝置

休斯頓大學(xué)的研究人員成功研制了一種新設(shè)備，既可以有效地捕獲太陽(yáng)能，也能夠進(jìn)行太陽(yáng)能儲(chǔ)存，這為從發(fā)電到蒸餾和脫鹽的應(yīng)用提供了希望。

與依靠光伏技術(shù)直接發(fā)電的太陽(yáng)能電池板和太陽(yáng)能電池不同，混合動(dòng)力設(shè)備直接從太陽(yáng)中吸收熱量并將其存儲(chǔ)為熱能。它解決了一些阻礙了太陽(yáng)能的更大規(guī)模使用的問(wèn)題，提供了一種能夠全天候使用太陽(yáng)能的途徑，突破日照時(shí)數(shù)和陰天等限制。

該研究于當(dāng)?shù)貢r(shí)間周三發(fā)表在Joule中，報(bào)告描述，他們把分子分子儲(chǔ)能和潛熱儲(chǔ)能結(jié)合起來(lái)，制造出了一種可全天候運(yùn)行的集收集與儲(chǔ)存功能于一身的設(shè)備。設(shè)備小規(guī)模運(yùn)行時(shí)收獲效率為73％，而大規(guī)模運(yùn)行時(shí)的收獲效率則高達(dá)90％。

混合裝置由分子存儲(chǔ)材料（MSM）和局部相變材料（L－PCM）組成，

并通過(guò)硅膠氣凝膠分隔以保持必要的溫差。

圖片來(lái)源 休斯頓大學(xué)

研究人員說(shuō)，白天高達(dá)80％的儲(chǔ)能在晚上被回收，白天的回收率甚至更高。

休斯頓大學(xué)機(jī)械工程副教授Bill D． Cook的Hadi Ghasemi以及該論文的相應(yīng)作者說(shuō)，之所以能實(shí)現(xiàn)高效率的收成，部分原因在于該設(shè)備能夠捕獲全部光譜的陽(yáng)光，收集的陽(yáng)光能立即使用，而多余的部分能轉(zhuǎn)化為分子能量存儲(chǔ)。

該器件是使用降冰片二烯－四環(huán)烷作為分子存儲(chǔ)材料合成的，該化合物是一種有機(jī)化合物，研究人員說(shuō)該有機(jī)化合物顯示出高的比能和卓越的散熱量，還能在延長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。Ghasemi說(shuō)，可以使用不同的材料應(yīng)用相同的概念，從而使性能（包括工作溫度和效率）得到優(yōu)化。

卡倫杰出大學(xué)化學(xué)講座教授T． Randall Lee說(shuō)，該設(shè)備通過(guò)多種方式提高了效率太陽(yáng)能以分子形式而不是以熱量的形式存儲(chǔ)，后者會(huì)隨著時(shí)間的流逝而散逸，集成系統(tǒng)也因?yàn)椴恍枰ㄟ^(guò)管道輸送存儲(chǔ)的能量，減少了熱損失。

Lee也是休斯頓大學(xué)德州超導(dǎo)中心的首席研究員，他表示。“在白天，太陽(yáng)能熱能可以在高達(dá)120攝氏度的溫度下收集，到了晚上，當(dāng)太陽(yáng)輻射很少或沒(méi)有時(shí)，分子存儲(chǔ)材料將收集到的能量收集起來(lái)，從而將其從較低能量的分子轉(zhuǎn)換為較高能量的分子。”

他說(shuō)，這使儲(chǔ)存的能量在夜間產(chǎn)生的熱能比在白天更高的溫度下產(chǎn)生熱能，即使在太陽(yáng)不發(fā)光的情況下，也能增加可用的能量。

除了Ghasemi和Lee，參與這項(xiàng)工作的研究人員包括第一作者Varun Kashyap，Siwakorn Sakunkaewkasem，Parham Jafari，Masoumeh Nazari，Bahareh Eslami，Sina Nazifi，Peyman Irajizad和Maria D． Marquez。