吸濕凝膠使太陽能電池板變冷

KAUST開發的冷卻系統將原型太陽能電池板的效率提高了20%，并且無需外部能源即可運行。商業硅光伏面板只能將吸收的太陽光的一小部分轉化為電能，而其余的輻射則變成熱量。由于太陽能板在溫度每升高一度時效率較低，因此在諸如阿拉伯沙漠之類的炎熱環境中，散熱問題變得更加嚴重。

不幸的是，采用包括制冷或空調在內的傳統技術來冷卻太陽能電池板的努力往往消耗的能量比通過提高效率獲得的能量要多。現在，由KAUST的海水淡化和再利用中心的Wang Peng領導的團隊已經生產出一種概念驗證設備，旨在通過利用地球氣候的自然屬性來解決這一難題。

以前，KAUST的研究人員開發了一種含有氯化鈣的聚合物，該氯化鈣是一種強力的干燥劑。當暴露在潮濕的空氣中時，該物質會隨著鈣鹽將水吸入凝膠中而逐漸膨脹，最終使其初始重量增加一倍。通過將吸熱性碳納米管結合到聚合物骨架中，研究小組發現它們可以逆轉這一循環并觸發太陽能釋放水。

李仁元，博士 這名學生現在是Wang小組的博士后研究員，他指出，該凝膠的迷人特性之一是其能夠自粘在多種表面(包括太陽能電池板的底面)上的能力。在人造陽光的對照實驗表明完全填充的凝膠可以釋放出足夠的水以將面板溫度降低10攝氏度后，研究小組決定在KAUST上為戶外測試構建原型。

在夏季和冬季，研究人員觀察到凝膠從悶熱的通宵空氣中吸收水，然后隨著白天溫度的升高而釋放出液體。令人驚訝的是，太陽能電池板顯示出的效率提高幅度甚至超過室內實驗，例如，研究人員認為這可能是由于室外傳熱和傳質的改善所致。

李說：“這項工作表明了利用大氣水發電來應對氣候變化的好處。” “我們相信，這種冷卻技術可以滿足許多應用的要求，因為水汽無處不在，并且該冷卻技術易于適應不同規模。該技術可以制造得小至幾毫米(用于電子設備)，數百平方米(對于一臺電子設備)。建筑物，甚至更大，用于發電廠的被動冷卻。”