KAUST開(kāi)發(fā)的冷卻系統(tǒng)將原型太陽(yáng)能電池板的效率提高了20%，并且無(wú)需外部能源即可運(yùn)行。商業(yè)硅光伏面板只能將吸收的太陽(yáng)光的一小部分轉(zhuǎn)化為電能，而其余的輻射則變成熱量。由于太陽(yáng)能板在溫度每升高一度時(shí)效率較低，因此在諸如阿拉伯沙漠之類的炎熱環(huán)境中，散熱問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。

不幸的是，采用包括制冷或空調(diào)在內(nèi)的傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)冷卻太陽(yáng)能電池板的努力往往消耗的能量比通過(guò)提高效率獲得的能量要多。現(xiàn)在，由KAUST的海水淡化和再利用中心的Wang Peng領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)生產(chǎn)出一種概念驗(yàn)證設(shè)備，旨在通過(guò)利用地球氣候的自然屬性來(lái)解決這一難題。

以前，KAUST的研究人員開(kāi)發(fā)了一種含有氯化鈣的聚合物，該氯化鈣是一種強(qiáng)力的干燥劑。當(dāng)暴露在潮濕的空氣中時(shí)，該物質(zhì)會(huì)隨著鈣鹽將水吸入凝膠中而逐漸膨脹，最終使其初始重量增加一倍。通過(guò)將吸熱性碳納米管結(jié)合到聚合物骨架中，研究小組發(fā)現(xiàn)它們可以逆轉(zhuǎn)這一循環(huán)并觸發(fā)太陽(yáng)能釋放水。

李仁元，博士 這名學(xué)生現(xiàn)在是Wang小組的博士后研究員，他指出，該凝膠的迷人特性之一是其能夠自粘在多種表面(包括太陽(yáng)能電池板的底面)上的能力。在人造陽(yáng)光的對(duì)照實(shí)驗(yàn)表明完全填充的凝膠可以釋放出足夠的水以將面板溫度降低10攝氏度后，研究小組決定在KAUST上為戶外測(cè)試構(gòu)建原型。

在夏季和冬季，研究人員觀察到凝膠從悶熱的通宵空氣中吸收水，然后隨著白天溫度的升高而釋放出液體。令人驚訝的是，太陽(yáng)能電池板顯示出的效率提高幅度甚至超過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，例如，研究人員認(rèn)為這可能是由于室外傳熱和傳質(zhì)的改善所致。

李說(shuō)：“這項(xiàng)工作表明了利用大氣水發(fā)電來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化的好處。” “我們相信，這種冷卻技術(shù)可以滿足許多應(yīng)用的要求，因?yàn)樗麩o(wú)處不在，并且該冷卻技術(shù)易于適應(yīng)不同規(guī)模。該技術(shù)可以制造得小至幾毫米(用于電子設(shè)備)，數(shù)百平方米(對(duì)于一臺(tái)電子設(shè)備)。建筑物，甚至更大，用于發(fā)電廠的被動(dòng)冷卻。”