中美【měi】科学家日前发【fā】表在美国《焦【jiāo】耳》杂志上的研【yán】究显示【shì】,他们开发出一种新型设备,在利【lì】用太阳能加【jiā】热的同时,可利用【yòng】辐【fú】射制冷原理【lǐ】制冷。在【zài】屋顶上安装这种设备有助于【yú】节【jiē】约【yuē】能【néng】源。

辐【fú】射制冷利用了地球上物体通过热辐射的方式【shì】散热【rè】至【zhì】极冷【lěng】的外太空的自然【rán】现象。通常地球大【dà】气【qì】层【céng】会【huì】阻【zǔ】碍热辐射,空气像【xiàng】一【yī】条“毯【tǎn】子【zǐ】”包裹【guǒ】在我们周围【wéi】,所以辐射制冷的效果不明显【xiǎn】。但研究人员发现,空气“毯【tǎn】子【zǐ】”中有“漏【lòu】洞”,特【tè】定波段的红外辐射能穿过“漏洞”,带走热【rè】量,这种制冷方式的优点在【zài】于不消耗电能。

另一方面,用太阳能加热的太阳能板则【zé】已【yǐ】常见。美【měi】国斯【sī】坦【tǎn】福大学范汕洄教授团【tuán】队和中国东南大学【xué】陈震教【jiāo】授等人【rén】在最新【xīn】研究中说【shuō】,他们【men】将太【tài】阳【yáng】能加热【rè】板和辐射制冷板垂直叠加放置,开发出一种可同时加热和制冷【lěng】的【de】设【shè】备。

陈震对新【xīn】华社【shè】记者说,用半导【dǎo】体材料锗制【zhì】作的太【tài】阳能板在【zài】吸收太阳能波段【duàn】光【guāng】子【zǐ】的同时,可让底部的【de】辐射【shè】制冷【lěng】板辐【fú】射的中红外波段光【guāng】子【zǐ】畅通无阻地【dì】通过,辐射【shè】制冷板与周围环境之间用真空装置实现热隔离。

实验【yàn】显示【shì】,这种【zhǒng】设【shè】备的下部和上部可【kě】说是“冷热两【liǎng】重天”。上【shàng】部【bù】的太阳能板在吸收太阳能后,温度可比周围环境高出24摄氏度【dù】;而下部的辐射制冷板降【jiàng】温效果明显,温度可比周【zhōu】围环境低29摄氏【shì】度【dù】。

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【zhè】种设备如应用在建【jiàn】筑【zhù】屋顶等处,有望一方面提供加【jiā】热【rè】或发电的能【néng】源,另一方面节约空调制冷的能源。研【yán】究团队【duì】接下【xià】来希望能寻找【zhǎo】更加廉价的【de】材料【liào】,以推动这种技【jì】术的大规模应用【yòng】。