将太阳能转化为电能！神秘的液体身份

 
手游巴士（www.shouyoubus.com）2022年04月28日讯:已经开辟了一种无论天气、白天还是黑夜都可以将太阳能转化为电能的方法。瑞典查尔姆斯理工大学Kasper Moth-Poulsen教授的团队开发了一种液体，可以储存太阳能并在需要时发电。储存的太阳能可以随时通过简单的反应转化为热能并转化为电能，从而为各种设备供电。

开发储存太阳能的化学装置

射入地球的阳光作为一种不会造成环境污染的清洁能源受到关注。但是，为了使用它，有一个条件是它必须是一个有足够阳光来发电的区域。太阳能发电仅限于白天，根据季节会有限制。发电设施的成本也高，经济性低。

难道不能提前把太阳能储存在某个地方拿出来使用吗？瑞典查尔姆斯理工大学的一个研究小组已经研究太阳能的化学储存大约10年，以解决这个问题。太阳能是一种无限的可再生能源，但难以长期高效储存。

经过长时间的搜索，研究团队最近找到了一种方法。他们开发了一种液体，可以捕获全光谱的阳光，收集它以立即使用，并将多余的能量转化为分子能量进行储存。研究团队开发的液体是MOST（分子 它被称为太阳热能。这种液体是一种叫做降冰片二烯的特殊化合物，由碳、氢和氮组成。该概念于2013年首次亮相，以化学反应的形式直接储存太阳能。

据研究小组称，当液体化合物暴露在阳光下时，其组成原子和数量是相同的。然而，随着空间排列的变化，它们变成了异构体。异构体是分子式相同但分子中组成原子的连接方式或空间排列不同的化合物。

例如，当阳光照射到团队制造的液体上时，分子键会重新排列。当液体流经透明管时，来自太阳的紫外线激发液体分子，重新排列液体中碳、氢和氮的分子键，将降冰片碱化合物变成一种称为四环 此时，能量被捕获和储存，因为四环素以强化学键结合太阳能。就像陷入猎人陷阱的猎物一样，它紧紧地握住太阳能而不释放它。即使液体温度下降到室温，它也可以以它的形式储存长达18年。

相反，当需要能量时，用钴基催化剂过滤四环素。然后，储存的太阳能转化为原始的降冰片那定，并以热量的形式再次释放，提供给热电发电机以产生电流。这是一种通过在降冰片那定和四环烷化合物之间来回来回存储和再次使用太阳能的方法。无论天气、时间、季节或地理位置如何，都可以在不排放二氧化碳的情况下发电。

之后，瑞典的一个研究小组进行了一项实验，通过向中国上海昭通大学的一个研究小组发送一种储存太阳能的液体化合物来发电。他们将自己开发的热电发电机与从瑞典运来的液体连接起来，并成功地释放出热能并将其转化为电能。在一个小规模实验中，从 1 立方米的液体中获得了 1.3 W（瓦特）的能量。尽管发电量很小，但结果表明这种液体化合物确实有效。与2013 年版本相比，这种液态化合物还显着提高了能量转换效率。如果太阳能可以以化学物质的形式储存和释放，它不仅可以用于发电，还可以用于加热和冷却系统。

据瑞典研究团队介绍，热电发电机是一种超薄芯片，可以集成到耳机、智能手表和智能手机等电子产品中。因此，它可能会被电池和太阳能电池取代，并用作夜间运行的“自充电”电子设备。研究小组发现这种液体为250Wh /它可以储存数公斤的太阳能，他说这是特斯拉的动力墙电池的两倍。电源墙电池是一种锂离子可再生电池，可存储通过太阳能电池板产生的电能。研究团队的研究成果于4月11日发表在国际学术期刊《Cell Report Physical Science》上。希望他们开发的技术能尽快商业化。

利用液体MOST储存太阳能的概念图。照片 查尔姆斯 理工 大学

夜间利用辐射冷却为手机充电

与此同时，美国斯坦福大学电气工程系范山辉教授领导的团队开发了一种夜间发电的太阳能电池。它是一种新型太阳能电池，利用辐射冷却现象，即使在夜间也能最大限度地提高发电效率。这项研究于4月5日发表在国际学术期刊《应用物理快报》上。在这项研究中，“热电发电机”作为关键设备连接到太阳能电池。辐射

冷却是指白天被太阳光加热的地球表面在夜间以红外线的形式向空气中或从大气中释放热能以降低温度的现象。也就是说，当从物体发射的辐射量大于吸收的辐射量时，物体的温度会降低。由于它是通过将物体吸收的热量释放到外部而无需用电来降低温度的原理，因此在炎热的夏季经常用于冷却系统。夜间，当没有云、空气清澈，或者特别是在风弱的夜晚，地球表面附近的辐射冷却更为严重。 太阳能电池还释放白天吸收的热量（辐射能），导致夜间温度低于周围空气。太阳能电池将来自太阳的光能转化为电能。当阳光照射在太阳能电池上时，其中的电子会沿着电线移动和流动。电流是由这种电子流（电流）产生的。去年斯坦福大学的一个研究小组

通过将热电发电机层连接到在高温下运行的冷凝太阳能电池，它被安装在一所大学大楼的屋顶上。这是为了将夜间释放的热量转化为电能。研究小组利用这种太阳能电池在夜间每平方米产生50 mW（毫瓦·0.05瓦）的电力。在炎热干燥的日子里，发电量增加到100 mW。

一块普通的太阳能电池白天能产生多少电量？每1㎡ C 100~200W 。当然，与白天的发电量相比，研究团队在夜间产生的0.05~1W的电量是非常少的。然而，即使这样也足以操作发光二极管 ( LED ) 照明、手机和各种传感器。最重要的是，能够356天、每天24小时供电是很重要的。未来，通过专门用于辐射冷却的太阳能电池提高夜间发电效率，有望成为未来能源系统的重要组成部分。