中美科【kē】学家日前发表在【zài】美国《焦耳》杂志上的研【yán】究显示,他们开【kāi】发出【chū】一种新型设备【bèi】,在利用太阳能加热【rè】的【de】同时,可【kě】利【lì】用辐【fú】射制冷原理制冷。在屋顶上【shàng】安装这种设备有【yǒu】助于节约能源。

辐射制冷【lěng】利用【yòng】了地球上物【wù】体通【tōng】过热辐射的方式散【sàn】热至极冷的外【wài】太空的【de】自然现象。通常地球大气层会阻碍热辐射,空气像一条“毯子【zǐ】”包裹在【zài】我们【men】周围,所以【yǐ】辐射制冷的效果不明【míng】显。但【dàn】研究人员发【fā】现,空气“毯子”中有“漏【lòu】洞”,特定波【bō】段的红外辐射【shè】能穿过【guò】“漏洞”,带走【zǒu】热【rè】量,这【zhè】种制冷方式的优点在于不消【xiāo】耗电能。

另一方面,用太阳能加热的太阳能板则已【yǐ】常见。美国【guó】斯坦【tǎn】福大学【xué】范汕洄【huí】教【jiāo】授团队【duì】和中国东南大学陈震教授【shòu】等【děng】人在最新【xīn】研究中【zhōng】说,他们将太阳能【néng】加热【rè】板【bǎn】和辐射【shè】制冷板垂【chuí】直叠加放置,开发出一种可同时加【jiā】热和【hé】制冷的设备。

陈震对新华社记者【zhě】说,用半导体材料【liào】锗制作的太【tài】阳能【néng】板在吸【xī】收太阳能波【bō】段光子的同时【shí】,可让底部的辐【fú】射【shè】制冷板辐【fú】射的中红外【wài】波【bō】段光子畅通无【wú】阻地通过,辐【fú】射制冷板与周围【wéi】环境之间【jiān】用【yòng】真空装置实现热隔离。

实【shí】验显示,这种设【shè】备的下【xià】部和上【shàng】部可说是“冷热两重天”。上部的太阳能板在吸【xī】收太阳能后,温度可比周围环境高【gāo】出24摄氏度;而【ér】下部的辐射制冷板降【jiàng】温【wēn】效【xiào】果明显,温度可比周围环境【jìng】低29摄氏度。

陈震说,实验中的太阳能板将太阳能转化为热能,也可以将其替换成太阳能电池板,将太阳能转化为电能。

这种设备如应用在建筑屋顶等处,有望一方面提【tí】供加热或【huò】发电【diàn】的能源,另一【yī】方面节约空调制冷【lěng】的能源。研究【jiū】团【tuán】队接下来【lái】希望能寻【xún】找更【gèng】加廉价的材料,以推动【dòng】这种【zhǒng】技术的大【dà】规【guī】模应用。