科學(xué)家們正在努力研制一種“反太陽能”電池，即使沒有太陽，這種電池可以在夜間收集能量。這種技術(shù)不是像普通的太陽能電池板那樣吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)化為電能，而是反向工作。
在晚上，當(dāng)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(fā)出來的熱量能夠得到合理利用，那么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(fā)電可以幫助減少這種負(fù)荷。
利用熱電發(fā)電機(jī)的熱力學(xué)模型，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)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(chǎn)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(shè)計(jì)可以產(chǎn)生120倍的能量。事實(shí)上，它幾乎與卡諾熱機(jī)的性能相當(dāng)，卡諾熱機(jī)是“完美”發(fā)動機(jī)的理論熱力學(xué)極限。
這一概念是基于現(xiàn)有的技術(shù)，它將輻射冷卻與熱電發(fā)電機(jī)相結(jié)合并加以優(yōu)化——熱電發(fā)電機(jī)只占整個裝置占地面積的1%，這是一個很好的可擴(kuò)展性標(biāo)志，因?yàn)闊犭姲l(fā)電機(jī)是系統(tǒng)中最昂貴的部分。使用基于真實(shí)參數(shù)的計(jì)算機(jī)模型，作者將他們優(yōu)化后的模擬進(jìn)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(zhuǎn)換之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡。
斯坦福大學(xué)的電氣工程師說：“我們正致力于開發(fā)高性能、可持續(xù)的照明發(fā)電，為每個人提供可靠和可持續(xù)的低成本照明能源。模塊化能源還可以為各種應(yīng)用中使用的離網(wǎng)傳感器供電，并用于將汽車廢熱轉(zhuǎn)化為可用電能。”
當(dāng)然，這些實(shí)際應(yīng)用還有待實(shí)現(xiàn)。研究人員承認(rèn)，盡管他們對夜間發(fā)電的示范是了不起的，但仍不足以滿足上述許多愿望。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(shù)還是值得探索的。一旦實(shí)現(xiàn)，人類的能源將源源不絕。
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