(PhysOrg.com)-Högpresterande nanotekniska material placerade på en platt plattform visade sju till åtta gånger högre effektivitet än tidigare termoelektriska generatorer, öppna upp sol-termisk elektrisk omvandling till ett brett spektrum av bostäder och industriella användningsområden, ett team av forskare från Boston College och MIT rapporterar i tidningen Naturmaterial .
Två tekniker har dominerat ansträngningarna att utnyttja kraften i solens energi. Solceller omvandlar solljus till elektrisk ström, medan solvärmeproduktion använder solljus för att värma vatten och producera termisk energi. Fotovoltaiska celler har använts i stor utsträckning som platta paneler, medan solvärme producerar solljusabsorberande ytor som är möjliga i bostäder och storskaliga industriella miljöer.
På grund av begränsade materialegenskaper, solvärmeanordningar har hittills inte lyckats generera tillräckligt med elektrisk kraft. Teamet introducerade två innovationer:en bättre ljusabsorberande yta genom förbättrade nanostrukturerade termoelektriska material, som sedan placerades i en energifångning, vakuumtätad platt panel. Kombinerad, båda åtgärderna har ökat elproduktionskapaciteten till solenergitekniken, sade professor i fysik vid Boston College Zhifeng Ren, medförfattare till tidningen.
"Vi har utvecklat en platt panel som är en hybrid som kan generera varmvatten och el i samma system, "sade Ren." Möjligheten att generera el genom att förbättra befintlig teknik till minimal kostnad gör denna typ av kraftproduktion självbärande ur en kostnadssynpunkt. "
Med hjälp av nanotekniktekniska metoder, laget kombinerade högpresterande termoelektriska material och spektralselektiva solabsorbenter i en vakuumtätad kammare för att öka omvandlingseffektiviteten, enligt medförfattarna, som inkluderar MIT:s Soderberg professor i Power Engineering Gang Chen, Boston College och MIT doktorander och forskare vid GMZ Energy, ett Massachusetts ren energi forskningsföretag som grundades av Ren och Chen.
Resultaten öppnar upp för ett lovande nytt tillvägagångssätt som har potential att uppnå kostnadseffektiv omvandling av solenergi till el, ett framsteg som bör påverka de snabbt växande marknaderna för ren energi för bostäder och industri, enligt Ren.
"Befintliga solvärme tekniker gör ett bra jobb med att generera varmvatten. För den nya produkten, detta kommer att producera både varmvatten och el, "sa Ren." På grund av den nya förmågan att producera värdefull el, systemet lovar att ge användarna en snabbare återbetalning av sin investering. Denna nya teknik kan förkorta återbetalningstiden med en tredjedel. "
