（文章來源：前瞻網(wǎng)）

加利福尼亞的科學(xué)家們開發(fā)了一種“反向太陽能電池”設(shè)備，該設(shè)備可以利用夜間從地面流入太空的能量為家用電器等供電。這項(xiàng)技術(shù)可以填補(bǔ)僅在白天工作的太陽能電池板所留下的空白。

普通太陽能電池板的一個(gè)問題是，它們僅在陽光普照的白天才發(fā)電，因此夜晚就成為了產(chǎn)生能源的“空窗期”。在這段大致占據(jù)一天中三分之一的漫長(zhǎng)時(shí)間里，如果用電池來替上，成本之高顯而易見。對(duì)于那些生活中偏遠(yuǎn)地區(qū)或無法負(fù)擔(dān)額外電池費(fèi)用的發(fā)展中國(guó)家的人們來說，這成為了一大問題。

科學(xué)家們研發(fā)出的這種成本極低的新型方案，實(shí)際上是通過從黑暗中捕獲能量，然后像太陽能電池板那樣工作。他們利用太陽和地球之間的溫差來創(chuàng)造可用的能量。

加州大學(xué)洛杉磯分校和斯坦福大學(xué)的研究人員利用了稱為輻射冷卻（radiative cooling）的原理。該原理可以應(yīng)用在晚上，主要是因?yàn)榈厍驅(qū)崃枯椛涞桨滋煳盏目臻g中。這個(gè)過程實(shí)際上可能導(dǎo)致地面變得比空氣更冷，這就是當(dāng)氣溫仍然高于冰點(diǎn)時(shí)，夜晚在草地上形成霜凍的方式。因?yàn)楸┞队谝箍盏奈矬w與用來發(fā)電的空氣之間存在溫差，它就發(fā)揮作用了。

這一概念背后的技術(shù)非常簡(jiǎn)單，預(yù)估只要花費(fèi)約30美元。他們制作的熱電模塊由一個(gè)類似于鞋盒大小的聚苯乙烯泡沫塑料盒組成。它被鋁材料覆蓋，外部漆成黑色的金屬盤面朝上，內(nèi)部是鋁塊——用來充當(dāng)“熱發(fā)射器”。但是，關(guān)鍵組件是將磁盤和塊耦合的商用熱電發(fā)電機(jī)。

熱量從地面入空氣，通過盒子底部的一個(gè)小鋁塊進(jìn)入圓盤，然后將熱量向上輻射到空氣中。熱電發(fā)電機(jī)或熱電偶是固態(tài)設(shè)備，當(dāng)熱量從一側(cè)傳遞到另一側(cè)時(shí)會(huì)發(fā)電。它們的應(yīng)用范圍很廣，從小型溫度傳感器到通過煙囪中產(chǎn)生的廢熱產(chǎn)生動(dòng)力的設(shè)備，再到由體熱產(chǎn)生電能的設(shè)備都涵蓋在內(nèi)。

該技術(shù)也已用于日光太暗而無法提供足夠功率的深空探測(cè)器。它們是放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器（RTG）中的關(guān)鍵組件。RTG使用一小塊放射性物質(zhì)來產(chǎn)生熱量，這些熱量會(huì)由熱電材料轉(zhuǎn)化為電能。這些設(shè)備為機(jī)器人提供了動(dòng)力，例如火星上的“好奇號(hào)”漫游車，前往土星的卡西尼號(hào)飛行任務(wù)以及雙子航海家號(hào)，它們將運(yùn)行數(shù)十年，探索太陽系的外圍。熱源是什么都沒有關(guān)系，并且產(chǎn)生電流不需要很大的溫差。

泡沫盒設(shè)備放在加利福尼亞州斯坦福市的屋頂上。在12月的晴朗夜晚，持續(xù)了六個(gè)多小時(shí)，空氣和黑色金屬之間的溫度差僅為幾度。這產(chǎn)生了0.8毫瓦的峰值功率，這只是一天中同等尺寸的太陽能電池板可產(chǎn)生的電能的很小一部分。但這足以點(diǎn)亮LED燈泡，并證明了可以從黑暗中產(chǎn)生光的概念。

科學(xué)家們說，通過改進(jìn)和擴(kuò)大規(guī)模，大型設(shè)備可以以完全無源的方式為夜間照明，或?yàn)?a target="_blank">電子設(shè)備充電提供足夠的清潔電力。研究人員聲稱，在更高的絕緣和更干燥的氣候條件下，他們將能夠使每平方米磁盤的功率達(dá)到0.5瓦。熱力電能不能滿足我們所有的夜間能源需求，但是它們可以在發(fā)展中國(guó)家和邊遠(yuǎn)地區(qū)提供低成本的清潔能源。而且它們的壽命不受電池的限制。

另一方面，早期測(cè)試表明該設(shè)備每平方米只產(chǎn)生了微小的64納瓦功率。相比之下，太陽能電池板的平均功率要比這高出十億倍，因此這一研究實(shí)際上還有很長(zhǎng)的路要走。該項(xiàng)目表明，地球上產(chǎn)生清潔能源的手段還有很大探索空間。甚至在晚上，能量也以多種形式存在于我們周圍。我們只需要?jiǎng)?chuàng)新的方法來捕獲它。
（責(zé)任編輯：fqj）