作者：Prachi Patel
譯者：Mr.Qiu
編輯：悲催的鉈寶寶
審稿：Yuki
近年來 ， 應對全球變暖的緊迫性已經(jīng)超越了以往任何時候 ， 氣候變化帶給人類的威脅正越來越大 。 2018年年底 ， 政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的一份報告顯示 ， 為了將全球氣溫升高幅度控制在1.5℃以內(nèi)（與工業(yè)化前水平相比） ， 我們必須確保碳排放在2030年之前降低45% ， 并且在本世紀中葉以前降低至零 。
【科學家開發(fā)出“反太陽能”裝置，黑夜照樣能發(fā)電！】但是 ， 僅靠可再生資源很難做到這一點 。 100%使用可再生能源是否真的能夠幫助人類對抗氣候變暖也廣受爭議 。 人們爭論的核心問題源于風能和太陽能這兩種最大的可再生能源是“可變的” 。 它們每天都會發(fā)生變化 ， 是“不可人為調(diào)節(jié)的” 。
輻射冷卻：“反太陽能”裝置誕生
然而 ， 清潔能源技術的新突破可能會帶來希望 。 美國加州大學洛杉磯分校和斯坦福大學的研究人員發(fā)明的新型“反太陽能”裝置 ， 能夠彌補太陽能的限制 ， 在黑暗中發(fā)電 ， 為人類所用 。
“反太陽能”裝置的外觀 | AASWATH RAMAN
該設備利用了輻射冷卻的概念 ， 也就是夜晚天空涼爽時 ， 地球表面的物體將熱量輻射到大氣中 ， 從而使溫度低于環(huán)境空氣的現(xiàn)象 。 兩所高校的研究人員之前就利用了同樣的概念 ， 制造了一種耗能極低的被動冷卻系統(tǒng) 。 在這項研究中 ， 研究人員利用了同樣的概念 ， 借助溫差在夜間發(fā)電 。
為了打造這種夜間可再生能源的新型裝置 ， 研究小組從一個商用熱電模塊開始著手研究 ， 這個模塊可以把溫差轉(zhuǎn)換成電能 。 他們把熱電模塊的一面固定在一個20厘米寬的鋁制圓盤上 ， 該圓盤上涂有一層商用黑色油漆 。 然后研究人員把它放在一個覆蓋聚酯薄膜的塑料附件上 ， 并使用透明蓋子遮蓋 。
將遮蓋的這一面朝向天空并且向天空輻射熱量 ， 保持其溫度低于周圍空氣 。 該裝置的另一面則由未加涂層的20厘米鋁盤制成 ， 這一面通過周圍空氣進行加熱 ， 使其溫度與周圍空氣一致 。 到了夜間 ， 兩個盤面就會產(chǎn)生幾攝氏度的溫差 。
設備示意圖 | AASWATH RAMAN
涂漆的圓盤充當?shù)氖禽椛浒l(fā)射器 ， 當熱量從地球表面輻射到空氣中 ， 會通過熱電模塊進入圓盤 ， 之后圓盤就會將熱量向上輻射 。 白天的時候 ， 該設備可以反向工作來吸收陽光 ， 利用太陽傳遞到圓盤的熱量以及散發(fā)到外部環(huán)境的熱量進行發(fā)電 。
在2018年12月一個無云的晚上 ， 研究人員在斯坦福大學測試了這個模型 。 該發(fā)電裝置每平方米能夠產(chǎn)生25毫瓦的電量 ， 也就是說 ， 它所產(chǎn)生的電量足以讓人們在晚上點亮一個LED燈泡 。 其它小型電子設備也完全夠用 ， 比如說電量大約為1毫瓦的助聽器 ， 或耗電量大約為5毫瓦的激光筆 。
新技術的優(yōu)與劣
研究人員說 ， 這種設備的制造成本只有30美元（約合人民幣214元） ， 應該很容易大規(guī)模生產(chǎn) 。 但是在未來 ， 這種設備需要進一步的工程改進 ， 比如說采用更好的保溫材料或者增加散熱器的面積等 。 他們表示 ， 這種裝置在地中?；蛏衬畾夂虻雀稍?、溫暖的條件下效率更高 ， 每平方米能產(chǎn)生0.5瓦的電量 。
用該裝置點亮的燈泡 | AASWATH RAMAN
該研究的作者、斯坦福大學電氣工程教授Shanhui Fan表示：為了讓地球保持大致恒定的溫度 ， 來自太陽的能量必須與地球熱輻射出去的熱量大致相當 。 這意味著可供“反太陽能電池”使用的能量非常龐大 。
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