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2019年07月04日
作者 Emma stein
常見於聚光太陽能熱發電、太陽能熱水器中的太陽能集熱器設備，無論是維修或安裝都不便宜，但它們又是收集熱能不可或缺的好幫手。麻省理工學院團隊因此開發出一種氣凝膠新材料，可以讓集熱器成本更低廉、效率更高。
太陽能集熱器是一種將太陽輻射能轉換成熱能的設備，常見應用於太陽能熱水器、聚光太陽能熱發電（Concentrated solar power，CSP）系統中，來自四面八方的陽光會被聚焦到熱能接收器（集熱器、熱交換器等），集熱器將輻射能轉為熱能後，再傳給工作流體以不斷循環加熱。
而集熱裝置有效收集太陽能熱能的關鍵，是內部要維持高溫但外部保持冷卻，因此集熱器吸熱材料上方通常會多覆蓋一層透明玻璃板，中間採用真空技術以避免熱能損失。然而這種設備安裝或維護起來也相對昂貴。
因此麻省理工學院團隊決定研發一種新型氣凝膠材料。氣凝膠是由二氧化矽製成的高度絕緣、輕巧材料，然而它們透光度有限，透射率只約 70%，要開發出完全透明以收集太陽能量的氣凝膠，是一條漫長而艱辛的道路，麻省理工學院團隊也花了 4 年時間，才設計出透射率 95% 的氣凝膠材料，關鍵在於製造氣凝膠的不同材料比例要精確拿捏。
團隊趁著冬天在麻省理工學院校園某處屋頂進行實驗，新型集熱器的吸熱材料上覆蓋氣凝膠蓋板，實驗結果發現，集熱器外部溫度低於 0℃、但內部可維持 220℃ 高溫。和以前的設備相比，新型集熱器設計上更簡單、成本更低廉，簡簡單單就能應用在家用太陽能熱水器上。
新論文發表在《ACS Nano》期刊。
Ultra-clear aerogel designed for better, less costly solar collectors
Getting more heat out of sunlight
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