斯威本科技大學轉換原子材料中心的研究人員開發出一種高效的太陽能吸收膜,該膜可吸收太陽光熱量而熱損失最小,並在開放的環境中可以迅速加熱至83°C。
所述石墨烯特異材料膜可用於在太陽能熱能收集和轉換、太陽能海水淡化、應用潛力巨大的廢水處理、光發射器和光電檢測器等方面。
研究人員開發了一個原型膜,以證明薄膜的光熱性能和熱穩定性。他們還提出了一種可擴展的低成本製造策略,以生產這種石墨烯超材料薄膜用於實際應用。
「在我們以前的工作中,我們展示了一種90 nm的石墨烯超材料吸熱膜,」轉化原子材料中心創始主任Baohua Jia教授說。「在這項新工作中,我們將薄膜厚度減小到30 nm,並通過最大程度地減少了熱量損失來提高性能。」
主要作者Keng-Te Lin博士說:「我們具有成本效益且可擴展的結構化石墨烯超材料選擇性吸收劑有望用於能量收集和轉換應用。使用我們的薄膜,可實現高達96.2%的太陽能轉化率,這一數據具有非常大的競爭力。」
合著者Han Lin博士補充說:「除了石墨烯超材料的使用壽命長之外,其在工作條件下的太陽熱性能也非常穩定,使其具有工業吸引力。30nm的厚度大大減少了石墨烯的用量。石墨烯材料,從而節省了成本,使其可用於現實生活中。」
論文標題為《Structured graphene metamaterial selective absorbers for high efficiency and omnidirectional solar thermal energy conversion》。