記者11月10日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校俞書宏院士團(tuán)隊研制了一種新型柔性螺旋結(jié)構(gòu)的納米線組裝體光熱電器件。這種器件的結(jié)構(gòu)可以在不耗費額外能量的同時，以一種柔性結(jié)構(gòu)被動捕獲和耗散熱量，為實現(xiàn)普適性和高性能熱電器件設(shè)計提供了一種新的途徑。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

目前我國在能量利用中，有大約60%的能量以廢熱的形式損耗。如何有效利用這些廢熱，是一個亟待解決的問題。光熱電器件不僅能將廢熱很好地轉(zhuǎn)化，還能利用光熱效應(yīng)來進(jìn)一步提高發(fā)電效率。除了選擇熱優(yōu)值更大的熱電材料外，電能輸出功率也取決于光熱電器件兩端的溫差。

在該項研究工作中，中科大團(tuán)隊發(fā)展了一種將輻射冷卻和選擇性光譜吸收材料協(xié)同利用的策略，即當(dāng)器件處于陽光照射下時，頂部輻射冷卻層可以將陽光最大程度的反射來減小光熱效應(yīng)，同時與溫度為3K的宇宙深空進(jìn)行輻射換熱，產(chǎn)生一個較低的溫度而不需要外接冷卻裝置。器件底端的選擇性太陽能吸收層則在最大化吸收太陽光的同時，減少熱量的輻射熱損失。

研究人員將制備好的器件置于戶外測試，發(fā)現(xiàn)在中午約0.6個太陽光（相當(dāng)于600瓦每平方米太陽光輻射強(qiáng)度）的光照下，這種器件兩端可以產(chǎn)生將近30攝氏度的溫差。不同于絕大多數(shù)光熱電器件，這種器件的光熱端因設(shè)置在底部，使其具有和廢熱協(xié)同發(fā)電的潛力。此外，由于器件兩端輻射率很大的差異，使其在夜間仍然具有一定的溫差來進(jìn)行發(fā)電。（記者 陳婉婉）