通過納米結構增強光捕獲在工程應用中普遍存在,例如,在改進高效聚光太陽能熱(CST)技術中。然而,大多數納米工程涂層和亞表面無法擴展到大表面(> 100 m2),并且在高溫(> 850°C)下不穩定,這阻礙了它們在CST中的廣泛采用。
澳大利亞國立大學Juan F. Torres等提出了一種可擴展的層納米架構,可以顯著增強任意材料的太陽能吸收。
本文要點:
(1)
作者的電磁學模型預測,尖端光吸收劑的吸收率可以進一步提高70%以上,即在沒有納米結構的情況下,相對于基線值的黑體吸收有所改善。在實驗中,納米結構產生的太陽能吸收器在光學上更接近黑體35%,即使在空氣中長期(1000小時)高溫(900攝氏度)老化后也是如此。據作者所知,穩定的太陽能吸收率超過97.88±0.14%,這是迄今為止在這些極端老化條件下報道的最高值。
(2)
層納米結構的可擴展性通過輔助沉積得到進一步證明,為現有和新開發的CST吸收材料的簡單而顯著的太陽能吸收率提升和維護方法鋪平了道路。
參考文獻:
Guo, Y., Tsuda, K., Hosseini, S. et al. Scalable nano-architecture for stable near-blackbody solar absorption at high temperatures. Nat Commun 15, 384 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-023-44672-3
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44672-3