科學(xué)島研發(fā)太陽能光熱高效轉(zhuǎn)換薄膜

記者2月20日從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉，近日，該院合肥智能所智能微納器件研究室研究員王振洋團隊研發(fā)出太陽能光熱高效轉(zhuǎn)換薄膜，該薄膜材料既具有高效光熱轉(zhuǎn)換能力，同時又具有定溫、熱存儲與釋放功能，在太陽能光熱轉(zhuǎn)換與熱能存儲利用方面取得新進展。

太陽能光熱應(yīng)用是利用太陽能最簡單、最直接、最有效的途徑之一。然而，由于太陽能到達地球后能量密度較小又不連續(xù)，很難進行大規(guī)模的開發(fā)利用。長期以來，如何將低品位的太陽能轉(zhuǎn)換成高品位的熱能，并對太陽能進行富集，以便最大限度地利用太陽能，一直是國際上十分關(guān)注的研究課題。王振洋團隊近日制備出的高透光率薄膜材料，有著優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能，可以廣泛應(yīng)用在光熱發(fā)電器件、農(nóng)業(yè)蔬菜大棚的保溫等相關(guān)領(lǐng)域，目前已申請相關(guān)國家專利。

要實現(xiàn)太陽能的光熱轉(zhuǎn)換利用，就要求薄膜材料不僅有光熱轉(zhuǎn)換能力，而且要有定溫、熱存儲與釋放功能。王振洋團隊研發(fā)的太陽能光熱高效轉(zhuǎn)換薄膜，在熱能存儲與釋放上具有良好的循環(huán)使用性能，即使循環(huán)100次以上也不會出現(xiàn)儲熱性能的衰減。在實現(xiàn)儲、放熱功能的基礎(chǔ)上，還必須控制其何時儲熱、何時放熱。因此，王振洋團隊設(shè)計了芯殼結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合相變體系，通過調(diào)節(jié)界面相互作用，實現(xiàn)了棕櫚酸相變溫度的大幅度調(diào)節(jié)，最高降低溫度可達50℃，這是迄今為止所報道的最大降低幅度。

此外，王振洋團隊以廢熱富集、高效轉(zhuǎn)換利用為導(dǎo)向，通過器件的系統(tǒng)集成，還研制了基于廢熱發(fā)電的熱電轉(zhuǎn)換器件?？蒲腥藛T通過高溫蒸發(fā)和室溫下空氣中干燥的方法合成了一種新穎石墨烯和相變材料的復(fù)合材料，該材料提供熱流通過熱電設(shè)備快速發(fā)電，可以點亮LED燈珠。這一成果，被國際著名的阿特拉斯科學(xué)網(wǎng)站以“不用電池來點亮小手電”為題進行了相關(guān)報道，引起了同行們關(guān)注。