這比石墨烯還好用,用暖化元兇「煤煙」捕捉太陽熱能

作者 | 發布日期 2022 年 05 月 03 日 15:10 | 分類 太陽能 , 環境科學 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


太陽熱能除了可以應用在居家暖氣、電熱水器,也能用來發電跟海水淡化,現在科學家也找出更有效的太陽熱能吸收材料,利用全球暖化元兇之一「煤煙」,能以低生產成本、打造出效果優於石墨烯跟奈米碳管的設備。

目前已知石墨烯是種備受矚目的下一代神奇材料,不僅是世上最薄且最堅硬的奈米材料,導熱系數、電子遷移率表現都很不錯,更是電阻率最小的材料,有望發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或電晶體,能應用在各個領域改善技術。

不過如果要大量製造石墨烯,需要繁瑣複雜又昂貴的製程,但美國休斯頓大學(UH)和墨西哥米卻肯州跨文化原住民大學(UIIM)研究團隊攜手合作,透過更為常見的碳材料「煤煙」,創造新機遇。

煤煙又稱煙灰,是一種煤炭、木材和碳氫化合物燃燒不完全而產生的副產品,被認為是全球暖化的第二主要成因。論文通訊作者 Francisco Robles-Hernández 表示,煤煙是種來源豐富的燃燒副產品,不需要特別製造生產,成本近乎為零,循環再利用還可以減少碳足跡,可以說是太陽能熱轉換的理想選擇。

(Source:休士頓大學

團隊為此也打造出太陽熱能原型爐,利用多個鏡子將太陽集中到中心點,加熱容器中的黑色太陽能吸收膏,其中團隊還另外測是石墨烯、奈米碳管和富勒烯和煤煙的表現,出乎意料地煤煙在不同關鍵領域的表現都優於其他材料。

根據團隊研究,太陽能吸收率比商業產品高出 96%、光發射(light emission)也高出 85%,而且價格完全取勝,商用產品是煤煙的 15 倍,石墨烯等碳材料製成的太陽熱能設備價格,更是煙灰塗層的 1000 倍。研究人員表示,煙灰基吸熱材料可用於太陽能蒸餾器、水管或家庭暖氣、淨水器和工業乾燥過程,應用範圍相當廣泛,如果將來研究有成,可以在各種碳排放源收集煤煙,在轉而應用在太陽熱能。

(首圖來源:pixabay