作者：Prachi Patel
译者：Mr.Qiu
编辑：悲催的铊宝宝
审稿：Yuki
近年来 ， 应对全球变暖的紧迫性已经超越了以往任何时候 ， 气候变化带给人类的威胁正越来越大 。 2018年年底 ， 政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的一份报告显示 ， 为了将全球气温升高幅度控制在1.5℃以内（与工业化前水平相比） ， 我们必须确保碳排放在2030年之前降低45% ， 并且在本世纪中叶以前降低至零 。
【科学家开发出“反太阳能”装置，黑夜照样能发电！】但是 ， 仅靠可再生资源很难做到这一点 。 100%使用可再生能源是否真的能够帮助人类对抗气候变暖也广受争议 。 人们争论的核心问题源于风能和太阳能这两种最大的可再生能源是“可变的” 。 它们每天都会发生变化 ， 是“不可人为调节的” 。
辐射冷却：“反太阳能”装置诞生
然而 ， 清洁能源技术的新突破可能会带来希望 。 美国加州大学洛杉矶分校和斯坦福大学的研究人员发明的新型“反太阳能”装置 ， 能够弥补太阳能的限制 ， 在黑暗中发电 ， 为人类所用 。
“反太阳能”装置的外观 | AASWATH RAMAN
该设备利用了辐射冷却的概念 ， 也就是夜晚天空凉爽时 ， 地球表面的物体将热量辐射到大气中 ， 从而使温度低于环境空气的现象 。 两所高校的研究人员之前就利用了同样的概念 ， 制造了一种耗能极低的被动冷却系统 。 在这项研究中 ， 研究人员利用了同样的概念 ， 借助温差在夜间发电 。
为了打造这种夜间可再生能源的新型装置 ， 研究小组从一个商用热电模块开始着手研究 ， 这个模块可以把温差转换成电能 。 他们把热电模块的一面固定在一个20厘米宽的铝制圆盘上 ， 该圆盘上涂有一层商用黑色油漆 。 然后研究人员把它放在一个覆盖聚酯薄膜的塑料附件上 ， 并使用透明盖子遮盖 。
将遮盖的这一面朝向天空并且向天空辐射热量 ， 保持其温度低于周围空气 。 该装置的另一面则由未加涂层的20厘米铝盘制成 ， 这一面通过周围空气进行加热 ， 使其温度与周围空气一致 。 到了夜间 ， 两个盘面就会产生几摄氏度的温差 。
设备示意图 | AASWATH RAMAN
涂漆的圆盘充当的是辐射发射器 ， 当热量从地球表面辐射到空气中 ， 会通过热电模块进入圆盘 ， 之后圆盘就会将热量向上辐射 。 白天的时候 ， 该设备可以反向工作来吸收阳光 ， 利用太阳传递到圆盘的热量以及散发到外部环境的热量进行发电 。
在2018年12月一个无云的晚上 ， 研究人员在斯坦福大学测试了这个模型 。 该发电装置每平方米能够产生25毫瓦的电量 ， 也就是说 ， 它所产生的电量足以让人们在晚上点亮一个LED灯泡 。 其它小型电子设备也完全够用 ， 比如说电量大约为1毫瓦的助听器 ， 或耗电量大约为5毫瓦的激光笔 。
新技术的优与劣
研究人员说 ， 这种设备的制造成本只有30美元（约合人民币214元） ， 应该很容易大规模生产 。 但是在未来 ， 这种设备需要进一步的工程改进 ， 比如说采用更好的保温材料或者增加散热器的面积等 。 他们表示 ， 这种装置在地中海或沙漠气候等干燥、温暖的条件下效率更高 ， 每平方米能产生0.5瓦的电量 。
用该装置点亮的灯泡 | AASWATH RAMAN
该研究的作者、斯坦福大学电气工程教授Shanhui Fan表示：为了让地球保持大致恒定的温度 ， 来自太阳的能量必须与地球热辐射出去的热量大致相当 。 这意味着可供“反太阳能电池”使用的能量非常庞大 。
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