德國卡爾斯魯厄理工學院攜手美國斯坦福大學科學家，開發出一款混合能源系統。該系統集光伏發電、太陽能熱技術與被動式日間輻射冷卻（PDRC）技術於一體，可同時提供冷卻、發電及加熱功能，有望在能源密集型應用領域大顯身手，尤其是需要大量電力和冷卻的人工智慧（AI）數據中心。相關論文發表於最新一期《電池報告物理科學》雜誌。
　　
太陽能電池板負責發電，太陽能集熱器提供熱量，而冷卻通常依賴消耗電力的空調系統，於是這三種設備不得不在建築的屋頂、外牆等有限空間裏爭奪地盤。團隊希望屋頂和外牆能成為“活”的能源表面，同時承擔電力、供暖和製冷三重使命，他們的混合能源系統讓這一設想變成現實。
　　
這項研究建立在團隊此前工作的基礎上。2024年，他們曾開發出一種透明材料，在透射日光的同時，還能被動冷卻建築物。基於這一概念，團隊將輻射冷卻與太陽能收集組件融為一體，把單一表面轉化為多功能能源系統。
　　
系統的核心是一層透明發射器，由塗覆矽酮聚合物聚二甲基矽氧烷的二氧化矽基板構成。這層“透明外衣”既能讓陽光暢行無阻，又能以紅外輻射的形式將熱量悄然送出。透明冷卻層之下，菲涅耳透鏡將透射的陽光彙聚到緊湊的光伏集熱器上，電力與熱量便在此同時產生。
　　
在室外實驗中，這款混合能源系統原型的冷卻溫度比環境低6.5℃，電功率密度達60.6瓦/平方米，加熱溫度高達110.8℃。
　　
這項研究證明，一個系統可以同時演繹“冰火兩重天”——一邊收集太陽能和熱量，一邊實現冷卻功能。接下來，他們計畫進一步提升該原型光學設計、熱管理和太陽能電池等組件的性能。

來源：科技日報