科學家改良「反太陽能」板，黑夜發電提升120%？

與非網 9 月 14 日訊，據外媒報導，一項新研究表明，研究人員開發出一種可以顯著改善「反太陽能」板的方法，這是一種新的清潔、可持續的夜間發電方式。

傳統光伏電池的工作原理是，它們的溫度比陽光低，可以捕獲陽光的熱量並將其轉化為電能。反太陽能電池板的工作方式與之不同，其比夜間地球輻射的熱量更冷，可收集此種熱量並利用熱電發電機將其轉化為電能。

圖源：hydrogenfuel

反太陽能電池板所產生的電力僅相當於太陽能電池板的約四分之一。但是，一項新研究的作者稱，他們已經開發了一種方法，在模擬過程中，可將這些反太陽能電池板的夜間發電量提高 120%。

這種電池可以在夜間收集能量。這種技術不是像普通的太陽能電池板那樣吸收太陽光並將其轉化為電能，而是反向工作。

在晚上，當太陽能電池板沒有吸收到的熱量時，仍然有我們可以利用的輸出熱量。通過將一塊暖氣板指向太空的冷阱，這種熱量開始以不可見的紅外光向外輻射。這被稱為輻射冷卻，如果這些散發出來的熱量能夠得到合理利用，那麼它可以在夜間為我們的城市提供廉價的照明。白天儲存太陽能是一個相對昂貴的提議，所以直接在夜間發電可以幫助減少這種負荷。

利用熱電發電機的熱力學模型，史丹福大學的科學家們已經在屋頂上找到了一個概念證明，理論上可以在不需要電池或外部能源的情況下每平方米產生 2.2 瓦特的電能。雖然其他人也嘗試過類似的夜間電池，但這種特殊的設計可以產生 120 倍的能量。事實上，它幾乎與卡諾熱機的性能相當，卡諾熱機是「完美」發動機的理論熱力學極限。

這一概念是基於現有的技術，它將輻射冷卻與熱電發電機相結合併加以優化——熱電發電機只佔整個裝置佔地面積的 1%，這是一個很好的可擴展性標誌，因為熱電發電機是系統中最昂貴的部分。使用基於真實參數的計算機模型，作者將他們優化後的模擬進行了測試。這種電池被放置在屋頂上，聲稱其電池的大小能在熱量損失和熱電轉換之間實現最佳平衡。

史丹福大學和以色列理工學院的研究團隊表示，通過改進熱電發電機，開發了這種新型夜間發電技術。他們使用一種更有效的材料，使該發電機能夠更有效地排出多餘的熱量。據分析，經過重新設計的反太陽能發電機可以產生多達 2.2W/㎡的能量，是之前夜間太陽能電池板模型的 120 倍。

研究人員強調，模擬結果和實際性能還是有區別的。但他們也表示，他們的設計使用了現有技術和材料，從理論上講，該模型可以對其他來源的熱量進行能量轉換，例如汽車行駛時產生的熱量，而且可以在白天提供電力。

當然，好多實際應用還有待實現。研究人員承認，儘管他們對夜間發電的示範是了不起的，但仍不足以滿足上述許多願望。不過，一種不依賴化石燃料燃燒來滿足我們的能源需求的技術還是值得探索的。一旦實現，人類的能源將源源不絕。