中國(guó)粉體網(wǎng)訊 不久前，UCSD（美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校）的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種硅硼化物納米殼材料，他們宣稱該材料可以使90%以上的陽光被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能。但是究竟這種材料能夠?yàn)楫?dāng)前的光熱技術(shù)帶來多大的提升還有待觀察。
一些業(yè)內(nèi)人士在接受媒體采訪時(shí)認(rèn)為該材料尚不足以為光熱發(fā)電行業(yè)帶來突破性進(jìn)展。
歐洲太陽能熱發(fā)電協(xié)會(huì)主席LuisCrespo就是其中之一，他認(rèn)為雖然今年10月份公布的這種硅硼化物納米殼材料（siliconboride-coatednanoshell）可以將90%的光能轉(zhuǎn)化成熱能，但是它并不能給當(dāng)前的光熱發(fā)電技術(shù)帶來顯著的提高。
該材料的研發(fā)由UCSD雅各布斯工程學(xué)院的功能材料工程研究人員負(fù)責(zé)，同時(shí)這項(xiàng)研究工作也是美國(guó)能源部所支持的SunShot計(jì)劃的一部分。
近期《納米能源》（NanoEnergy）雜志特地發(fā)表了兩篇文章對(duì)該研究成果進(jìn)行了報(bào)道，除了介紹其擁有超高的光熱轉(zhuǎn)換效率,還描述該材料可以承受700攝氏度以上的溫度并且可以連續(xù)使用多年。
在測(cè)試中，該材料在750攝氏度的溫度下保持了約1000小時(shí)，而其光學(xué)性能和機(jī)械粘合性能卻沒有受到多大影響。UCSD描述其特性時(shí)稱多種分子直徑為10納米到10微米之間的粒子構(gòu)成了該材料特殊的多尺度結(jié)構(gòu)。
UCSD研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這項(xiàng)研究成果將對(duì)光熱電站的運(yùn)營(yíng)商產(chǎn)生很大的吸引力，但前提是業(yè)主必須將電站停運(yùn)幾天并使用新材料對(duì)原有吸熱器進(jìn)行鍍膜，而且以后每年都要停運(yùn)幾天對(duì)吸熱器進(jìn)行檢查、涂層修復(fù)或再次鍍膜。
吸熱器重新鍍膜
但是，Crespo對(duì)這種想法并不認(rèn)同。他認(rèn)為使用這種新型太陽能吸收材料在高溫下運(yùn)行后幾乎每年都需要更換，但目前正在使用的吸熱器只需要每5~10年更換一次。
此外，他指出目前正在使用涂層材料的光熱轉(zhuǎn)換效率一般可以達(dá)到85%左右，而新型硅硼化物納米殼材料可以使光熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%，雖然有一定的提高，但并不能使光熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破性的進(jìn)展。
Crespo表示：“這可能是一種進(jìn)步，但并不是一個(gè)突破�！彼J(rèn)為，一種新材料為行業(yè)帶來的價(jià)值有多大最終取決于“它的使用成本和使用壽命。”
從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，Jin表示：“在過去三年中，我們開發(fā)了幾種不同類型的太陽能吸收涂層材料，所以成本可能取決于選擇了什么樣的材料和采用什么樣的加工方法。一般來說,這些納米顆粒生產(chǎn)過程并不困難，另外原材料也不是很昂貴，所以相對(duì)來說我們認(rèn)為這種新材料還算很便宜的�！�
Jin指出，有些新材料是利用陶瓷加工的，所以可能很容易實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)，他表示：“準(zhǔn)確的成本由產(chǎn)量、市場(chǎng)規(guī)模和產(chǎn)品性能要求所決定。我們計(jì)劃在未來幾年里，繼續(xù)努力來進(jìn)一步提高材料的性能、生產(chǎn)工藝和長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性，然后我們會(huì)想辦法進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，但總體來說這些材料不會(huì)非常昂貴�！�
更高的工作溫度
這也無妨，因?yàn)槭聦?shí)上這種材料似乎是為塔式光熱發(fā)電吸熱器專門設(shè)計(jì)的，可以承受比其它光熱發(fā)電技術(shù)路線更高的運(yùn)行溫度。
但塔式光熱發(fā)電技術(shù)目前正處于上升的發(fā)展趨勢(shì)，它只是許多光熱發(fā)電技術(shù)路線中的一種。目前塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目的裝機(jī)量還不能與槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目相比。
另外，如果這種新材料只需要10年左右更換一次的話，那么它的市場(chǎng)需求量很可能比較低，除非它也可以被應(yīng)用到其它市場(chǎng)領(lǐng)域。
UCSD的研究小組目前正在嘗試將其應(yīng)用到其它類似的光熱發(fā)電技術(shù)中，但尚不清楚這些領(lǐng)域所適用的納米涂層材料是否能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)�；б婧洼^低的生產(chǎn)成本。
Jin表示：“線聚焦方式的槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目的聚光比相對(duì)塔式較低，我們正在加州大學(xué)圣地亞哥分校開發(fā)適應(yīng)其實(shí)際使用需要的新品種納米材料涂層，可以有效地降低熱量損失。”
該材料實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的另一個(gè)潛在問題是，使用新材料必須能為電站運(yùn)營(yíng)商帶來比使用現(xiàn)有涂層材料更多的利潤(rùn)，否則他們很可能因?yàn)檩^高的認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)而不敢使用它們。
目前，Jin和他的研究團(tuán)隊(duì)（包括UCSD電力科學(xué)部教授ZhaoweiLiu和計(jì)算機(jī)工程與機(jī)械工程學(xué)教授RenkunChen）正在通過一些商業(yè)合作來實(shí)施新型納米涂層材料的下一步商業(yè)化計(jì)劃。
Jin表示：“目前有很多公司和研發(fā)機(jī)構(gòu)都對(duì)這些新型納米涂層材料非常感興趣。我們正在和幾家具有光熱發(fā)電業(yè)務(wù)的公司和一些太陽能吸熱器制造廠商討論進(jìn)一步發(fā)展思路和可能的商業(yè)化模式�！�
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該材料的研發(fā)由UCSD雅各布斯工程學(xué)院的功能材料工程研究人員負(fù)責(zé)，同時(shí)這項(xiàng)研究工作也是美國(guó)能源部所支持的SunShot計(jì)劃的一部分。
近期《納米能源》（NanoEnergy）雜志特地發(fā)表了兩篇文章對(duì)該研究成果進(jìn)行了報(bào)道，除了介紹其擁有超高的光熱轉(zhuǎn)換效率,還描述該材料可以承受700攝氏度以上的溫度并且可以連續(xù)使用多年。
在測(cè)試中，該材料在750攝氏度的溫度下保持了約1000小時(shí)，而其光學(xué)性能和機(jī)械粘合性能卻沒有受到多大影響。UCSD描述其特性時(shí)稱多種分子直徑為10納米到10微米之間的粒子構(gòu)成了該材料特殊的多尺度結(jié)構(gòu)。
UCSD研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這項(xiàng)研究成果將對(duì)光熱電站的運(yùn)營(yíng)商產(chǎn)生很大的吸引力，但前提是業(yè)主必須將電站停運(yùn)幾天并使用新材料對(duì)原有吸熱器進(jìn)行鍍膜，而且以后每年都要停運(yùn)幾天對(duì)吸熱器進(jìn)行檢查、涂層修復(fù)或再次鍍膜。
吸熱器重新鍍膜
但是，Crespo對(duì)這種想法并不認(rèn)同。他認(rèn)為使用這種新型太陽能吸收材料在高溫下運(yùn)行后幾乎每年都需要更換，但目前正在使用的吸熱器只需要每5~10年更換一次。
此外，他指出目前正在使用涂層材料的光熱轉(zhuǎn)換效率一般可以達(dá)到85%左右，而新型硅硼化物納米殼材料可以使光熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%，雖然有一定的提高，但并不能使光熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破性的進(jìn)展。
Crespo表示：“這可能是一種進(jìn)步，但并不是一個(gè)突破�！彼J(rèn)為，一種新材料為行業(yè)帶來的價(jià)值有多大最終取決于“它的使用成本和使用壽命。”
從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，Jin表示：“在過去三年中，我們開發(fā)了幾種不同類型的太陽能吸收涂層材料，所以成本可能取決于選擇了什么樣的材料和采用什么樣的加工方法。一般來說,這些納米顆粒生產(chǎn)過程并不困難，另外原材料也不是很昂貴，所以相對(duì)來說我們認(rèn)為這種新材料還算很便宜的�！�
Jin指出，有些新材料是利用陶瓷加工的，所以可能很容易實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)，他表示：“準(zhǔn)確的成本由產(chǎn)量、市場(chǎng)規(guī)模和產(chǎn)品性能要求所決定。我們計(jì)劃在未來幾年里，繼續(xù)努力來進(jìn)一步提高材料的性能、生產(chǎn)工藝和長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性，然后我們會(huì)想辦法進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，但總體來說這些材料不會(huì)非常昂貴�！�
更高的工作溫度
這也無妨，因?yàn)槭聦?shí)上這種材料似乎是為塔式光熱發(fā)電吸熱器專門設(shè)計(jì)的，可以承受比其它光熱發(fā)電技術(shù)路線更高的運(yùn)行溫度。
但塔式光熱發(fā)電技術(shù)目前正處于上升的發(fā)展趨勢(shì)，它只是許多光熱發(fā)電技術(shù)路線中的一種。目前塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目的裝機(jī)量還不能與槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目相比。
另外，如果這種新材料只需要10年左右更換一次的話，那么它的市場(chǎng)需求量很可能比較低，除非它也可以被應(yīng)用到其它市場(chǎng)領(lǐng)域。
UCSD的研究小組目前正在嘗試將其應(yīng)用到其它類似的光熱發(fā)電技術(shù)中，但尚不清楚這些領(lǐng)域所適用的納米涂層材料是否能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)�；б婧洼^低的生產(chǎn)成本。
Jin表示：“線聚焦方式的槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目的聚光比相對(duì)塔式較低，我們正在加州大學(xué)圣地亞哥分校開發(fā)適應(yīng)其實(shí)際使用需要的新品種納米材料涂層，可以有效地降低熱量損失。”
該材料實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的另一個(gè)潛在問題是，使用新材料必須能為電站運(yùn)營(yíng)商帶來比使用現(xiàn)有涂層材料更多的利潤(rùn)，否則他們很可能因?yàn)檩^高的認(rèn)知風(fēng)險(xiǎn)而不敢使用它們。
目前，Jin和他的研究團(tuán)隊(duì)（包括UCSD電力科學(xué)部教授ZhaoweiLiu和計(jì)算機(jī)工程與機(jī)械工程學(xué)教授RenkunChen）正在通過一些商業(yè)合作來實(shí)施新型納米涂層材料的下一步商業(yè)化計(jì)劃。
Jin表示：“目前有很多公司和研發(fā)機(jī)構(gòu)都對(duì)這些新型納米涂層材料非常感興趣。我們正在和幾家具有光熱發(fā)電業(yè)務(wù)的公司和一些太陽能吸熱器制造廠商討論進(jìn)一步發(fā)展思路和可能的商業(yè)化模式�！�
