大米推出超高效太阳能能源技术

概要:

莱斯大学的科学家们公布了使用纳米颗粒将太阳能直接转换为蒸汽革命性的新技术。从太阳城网站网址实验室的纳米光子学新的“太阳能蒸汽”的方法是如此有效,它甚至可以产生从冰冷的水蒸汽。太阳能蒸汽方法的细节在线发表在ACS纳米。该技术的发明者说,他们预计将首先在卫生和水净化应用中使用在发展中国家。

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大米推出超高效太阳能能源技术

“太阳能蒸汽”如此有效,它能够从冰冷的水产生蒸汽

休斯敦 - (2012年11月19日) - 莱斯大学的科学家们公布了一项革命性的新技术,利用纳米粒子将太阳能直接转换为蒸汽。从米实验室的纳米光子学(LANP)新的“太阳能蒸汽”的方法是如此有效,它甚至可以产生从冰冷的水蒸汽。

太阳能蒸汽方法的详细内容刊登在线在 ACS纳米。该技术具有24%的整体能源使用效率。光伏太阳能电池板,通过比较,通常具有约15%的总能量效率。然而,太阳能蒸汽的发明者表示,他们预计新技术的第一次使用也不会用于发电,而是为发展中国家的卫生和水的净化。

“这是关于一个大大超过电力,说:” LANP主任 内奥米·哈拉斯,该项目的首席科学家。 “有了这项技术,我们已开始考虑在一个完全不同的方式太阳能热发电。”

太阳能蒸汽的效率是由于光捕获纳米颗粒将太阳光转换成热。淹没在水中并暴露在阳光下时,粒子升温这么快他们立即蒸发水和产生蒸汽。哈拉斯说,由于技术精制而成的太阳能蒸汽的整体能源效率大概可以增加。

“我们从宏观尺度将水加热到在纳米加热去,”哈拉斯说。 “我们的颗粒是非常小 - 比光的波长更小的 - 这意味着它们具有一个非常小的表面面积散热。这种强烈的加热使我们能够在当地产生蒸汽,就在颗粒的表面,并产生蒸汽的想法在当地实在是有悖常理。”

只显示如何违反直觉的,稻研究生OARA诺依曼的录像太阳能蒸汽示范,其中含有光活化的纳米颗粒水试管浸入到冰水浴中。使用透镜来阳光集中到在管内的冷冻近混合物,诺伊曼表明她可以从近冷冻水产生蒸汽。

蒸汽是世界上使用最广泛的工业流体之一。关于 90% 电力是从蒸汽产生,并且蒸汽也用于消毒医疗废物和手术器械,准备食物并净化水。

大多数工业蒸汽在大型锅炉制造,哈拉斯说,太阳能蒸汽的效率可能允许蒸汽成为经济上的规模要小得多。

发展中国家人民会最先看到太阳能蒸汽的好处。水稻工程本科生已经创建了一个太阳能蒸汽动力反应釜这是能够在缺乏电力诊所消毒的医疗和牙科器械。也哈拉斯赢得了 大挑战授予 比尔和梅琳达·盖茨基金会创建一个超小型系统 处理人粪尿 在没有下水道系统和电力领域。

“太阳能蒸汽是因为它的效率显着,”纽曼说,对论文的主要作者之一。 “它不需要镜子或太阳能电池板亩。其实,足迹可以非常小。例如,在我们的演示高压釜内的光窗只是一个几平方厘米“。

另一个潜在用途是在动力混合式空调和加热,白天和电,晚上的阳光流失系统。哈拉斯,诺伊曼和同事也进行蒸馏实验,发现太阳能蒸汽是大约二和半倍比现有的蒸馏塔更加高效。

哈勒斯,斯坦利℃。莫尔教授在电气和计算机工程,物理学教授,化学和生物医学工程教授的教授,是世界上的一个 引用最多的化学家。她的实验室专注于创造和研究光激活颗粒。她的作品之一,金 纳米壳,是几个主题 临床试验 用于癌症治疗。

对于癌症治疗技术等多方面的应用,哈拉斯的团队选择颗粒与光的只是几个波长相互作用。对于太阳能蒸汽项目,哈拉斯和Neumann着手设计一个粒子,将阳光的能量尽可能广泛互动。他们的新纳米粒子通过可见光的阳光和更短的波长,人类无法看到激活。

“我们没有改变任何热力学定律,”哈拉斯说。 “我们只是在沸水中一种完全不同的方式。”

论文合着者包括贾里德日,研究生;亚历山大市区,博士后研究员; surbhi LAL,科学家和LANP执行董事;和Peter nordlander,电气和计算机工程的物理学和天文学教授。这项研究是由韦尔奇基金会和比尔及梅琳达·盖茨基金会的支持。

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视频,请访问:

//youtu.be/ved0k5ctmsu

ACS的纳米纸的副本,请访问:

//dx.doi.org/10.1021/nn304948h

高分辨率的图像可供下载:

 

 

 

 

 

 

 

 

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在莱斯大学开发新的太阳能蒸汽技术采用纳米粒子在将阳光转化为热能,它可以产生冰冷从冷水蒸气非常有效。 (来源:杰夫fitlow /莱斯大学)

 

 

 

 

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Rice大学开发的太阳能蒸汽装置具有的24%的总能量效率,远远超过光伏太阳能电池板。它可能首先在发展中国家的卫生和水净化应用中使用。 (来源:杰夫fitlow /莱斯大学)

 

 

 

 

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莱斯大学研究生OARA诺伊曼和科学家内奥米·哈拉斯是新的研究对将阳光转化为热能的高效方法合着者。他们希望他们的技术有一个初步的影响,因为超小型系统治疗人类垃圾在发展中国家没有下水道系统或电力。 (来源:杰夫fitlow /莱斯大学)

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关于玉博伊德

玉博伊德是科学编辑和公共事务的莱斯大学的办公室新闻和媒体关系的副主任。