據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)8月10日?qǐng)?bào)道，日前美國杜克大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種可鋪設(shè)在屋頂?shù)奶柲苤茪湎到y(tǒng)。該系統(tǒng)生產(chǎn)的氫氣無明顯雜質(zhì)，在效率上也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)技術(shù)，能讓太陽能發(fā)揮更大的用途。
新系統(tǒng)與傳統(tǒng)太陽能集熱器在外觀上區(qū)別并不大，但實(shí)際上它主要由一系列鍍有鋁和氧化鋁的真空管組成，一部分真空管中還填充有起催化劑作用的納米顆粒。其中反應(yīng)物質(zhì)主要為水和甲醇。與其他基于太陽能的系統(tǒng)一樣，新系統(tǒng)也從收集陽光開始，但而后的過程卻截然不同。當(dāng)銅管中的液體被高溫加熱后，在催化劑的作用下就能產(chǎn)生氫氣。這些氫氣既可以經(jīng)由氫燃料電池轉(zhuǎn)化為電能，也能通過壓縮的形式儲(chǔ)存起來以供日后使用。
負(fù)責(zé)該研究的杜克大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)和材料學(xué)助理教授尼克·霍茨稱，該裝置可吸收高達(dá)95%的太陽熱能，由環(huán)境散發(fā)出去的則非常少。這一裝置能讓真空管中的溫度達(dá)到200攝氏度，而相比之下，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的太陽能集熱器只能將水加熱到60攝氏度到70攝氏度。在高溫作用下，該系統(tǒng)制氫的純度和效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)技術(shù)。
霍茨說，他將新系統(tǒng)與太陽能電解水制氫系統(tǒng)和光催化制氫系統(tǒng)的火用（指定狀態(tài)下所給定能量中有可能做出有用功的部分）效率進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新系統(tǒng)火用效率的理論值分別是28.5%（夏季）和18.5%（冬季），而傳統(tǒng)系統(tǒng)在夏冬兩季的火用效率則只有5%到15%和2.5%到5%。相關(guān)研究成果在美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)2011年能源與燃料電池會(huì)議上進(jìn)行了公布。
太陽能甲醇混合系統(tǒng)是最便宜的解決方案，但系統(tǒng)的成本和效率會(huì)因安裝位置的不同而有所區(qū)別。在陽光充沛地區(qū)的屋頂鋪設(shè)這種太陽能裝置，大體上能滿足整個(gè)建筑在冬季的生活用電需求，而夏季產(chǎn)生的電力甚至還能出現(xiàn)富余。這時(shí)業(yè)主可以考慮關(guān)閉部分制氫系統(tǒng)或者將多余的電力出售給電網(wǎng)。
霍茨說，對(duì)較為偏遠(yuǎn)或不易獲取其他能源的地區(qū)，這種新型太陽能制氫系統(tǒng)將會(huì)是一個(gè)非常好的選擇。目前他正在杜克大學(xué)建造一個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)，以便對(duì)其進(jìn)行更為全面的測(cè)試。
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