开启太阳能热新用途的新型气凝胶材料

美国麻省理工学院(MIT)研究人员最新开发出一种性价比高的新型气凝胶材料用于太阳能收集器，可较大程度地减少光的散射，产生比传统气凝胶要高得多的温度。该科研团队日前在《美国化学学会·纳米》杂志上报告，他们研制的气凝胶由“丰富且廉价”的成分组成，非常透明，几乎看不见，可提高太阳能集热器的集热效率，开启太阳能热的新用途，帮助人类更好地利用太阳能。

科研团队用了4年时间进行研究，研制的凝胶颗粒间孔隙更小，故散射的光要少得多。这种新凝胶的关键在于所用材料的精确比例，他们将催化剂与含硅化合物颗粒混合在液体溶液中，制造一种比传统气凝胶干得快很多的混合物，在其干燥排出液体后，留下的基质主要是空气，但保留了原始混合物的强度。新型气凝胶散射的光较少，在保持其高度绝缘性能的同时可穿透95%以上的入射阳光，而此前的气凝胶仅能达到70%。

在麻省理工学院校园屋顶上进行的测试中，这种由一层新型气凝胶覆盖的黑色吸热材料构成的太阳能收集器能达到并保持220℃。在此之前，要达到此温度只能通过使用聚光系统来实现，即使用镜子将阳光聚焦到中心线或中心点上。但使用新型气凝胶材料不需要聚光，系统更简单，成本也更低了。

研究人员希望，随着该技术进一步发展，新型气凝胶在需要更高热量的各种应用中发挥作用。简单的屋顶太阳能收集器产生的温度约为80℃，通常用于家庭热水。而气凝胶系统更胜一筹，提供的高温除家庭热水外，还可加热管道中的水用于家庭供暖，甚至为空调供电，还可用于需要220℃的热工业过程，为化学、食品和制造过程提供热量。研究人员将该气凝胶的功能描述为“类似温室效应”。