Nanopartikler forbedrer solopsamlingseffektiviteten

Ved at bruge små grafitpartikler, der er 1000 gange mindre end bredden af ​​et menneskehår, mekaniske ingeniører ved Arizona State University håber at øge effektiviteten - og rentabiliteten - af solenergianlæg.

Fotovoltaiske (PV) solpaneler dukker mere og mere op på tagene, men de er ikke nødvendigvis den bedste solenergiløsning. "Den store begrænsning ved PV-paneler er, at de kun kan bruge en brøkdel af det sollys, der rammer dem, og resten bliver bare til varme, hvilket faktisk skader panelernes ydeevne, " forklarer Robert Taylor, en kandidatstuderende i maskinteknik ved Arizona State University.

Et alternativ, der kan gøre brug af alt sollys, inklusive lys PV'er ikke kan bruge, er den termiske solfanger. Formålet med disse samlere - som tager form af retter, paneler, evakuerede rør, tårne, og mere - er at opsamle varme, der derefter kan bruges til at koge vand for at lave damp, for eksempel, som driver en turbine for at skabe elektricitet.

For yderligere at øge effektiviteten af ​​solfangere, Taylor og hans kolleger har blandet nanopartikler - partikler en milliardtedel meter i størrelse - i de varmeoverførende olier, der normalt bruges i solvarmekraftværker. Forskerne valgte grafitnanopartikler, dels fordi de er sorte og derfor absorberer lys meget godt, gør dem til effektive varmesamlere. I laboratorieforsøg med små fadeopsamlere, Taylor og hans kolleger fandt ud af, at nanopartikler øgede varmeopsamlingseffektiviteten med op til 10 procent. "Vi vurderer, at dette kan betyde op til $3,5 millioner dollars om året mere omsætning for et 100 megawatt solcelleanlæg, " han siger.

Hvad mere er, Taylor tilføjer, grafitnanopartikler "er billige" - mindre end $1 pr. gram - men med 100 gram nanopartikler, der giver det samme varmeopsamlende overfladeareal som en hel fodboldbane. "Det er måske også muligt at bortfiltrere nanopartikler af sod, som har lignende absorptionspotentiale, fra kulkraftværker til brug i solcelleanlæg, " siger han. "Jeg synes, den idé er særlig attraktiv:at bruge et forurenende stof til at høste rent, grøn solenergi."