美國萊斯大學的科學家們公布了一項革命性的新技術，其可利用納米粒子直接將太陽能轉換成蒸汽。該大學納米光子學實驗室開發的這種“太陽能蒸汽”新方法，甚至可從冰水產生蒸汽。技術細節公布在11月19日美國化學學會《納米》雜志上。

 

該項技術擁有24％的綜合能效。相比之下，光伏太陽能電池板的綜合能效通常在15％左右。“太陽能蒸汽”法的發明者認為，有了該項技術，人們將以全然不同的方式思考太陽能發電，但他們也預計，該新技術的首次使用將不是為了發電，而是為了邊遠地區的衛生設施和水質凈化。

 

“太陽能蒸汽”的效率主要基于將日光轉換成熱能的光激納米粒子。當浸沒在水中并暴露在陽光下時，納米粒子急速升溫，并即時將水蒸發產生蒸汽。研究人員表示，隨著技術的不斷改進，“太陽能蒸汽”的綜合能效還將提高。

 

研究使用的納米粒子非常小，甚至小于光波長，這意味著其具有非常小的散熱表面。強烈加熱將在局部，即納米粒子的表面產生蒸汽。研究人員將裝有含光激納米粒子的水的試管浸入冰水中來演示“太陽能蒸汽”。結果表明，使用透鏡將日光聚集在試管中的冰水混合物，幾乎立刻就能產生蒸汽。

 

蒸汽是世界上最常用的工業流體之一。大約90％的電力產自蒸汽，蒸汽也常用于醫療廢物和手術器械的滅菌、蒸煮食物和凈化水質。大多數工業用蒸汽產自大型鍋爐，而“太陽能蒸汽”的功效在于，使蒸汽在更小的規模上變得更為經濟。

 

萊斯大學的研究人員已研制出了一個能在缺電地區為醫療器械消毒的“太陽能蒸汽”高壓鍋。他們還贏得了比爾和梅林達·蓋茨基金會“大挑戰”項目的資助，準備為沒有下水道或照明的地區研制一個超小規模的人體廢物處理系統。

 

研究人員表示，“太陽能蒸汽”的最顯著特點是高效，其不需要數畝面積的聚光鏡或太陽能電池板，演示用高壓鍋的光窗僅幾平方厘米大小。“太陽能蒸汽”的另一個潛在用途是為空調及供暖系統等混合動力家電供電，這些家電白天將由日光供電，晚上則利用電網電力工作。

 

此外，研究人員還進行了蒸餾實驗，他們發現“太陽能蒸汽”的效率要比現有蒸餾塔高出兩倍半之多。（馮衛東）?