最近被幾則比較火的有關(guān)太陽(yáng)能電動(dòng)汽車的消息給刷屏了。

首先是由天津高校聯(lián)合打造的“天津號(hào)”純太陽(yáng)能電動(dòng)汽車，在陽(yáng)光充足的天氣下，車頂太陽(yáng)能電池板平均日發(fā)電量達(dá)到7.6度，車輛續(xù)航可達(dá)70公里。

其次是澳大利亞的科學(xué)家用印刷的方式制作了18塊長(zhǎng)度為18米/塊的軟太陽(yáng)能電池板，可放在車輛旁邊吸收陽(yáng)光為電動(dòng)汽車供電，他們聲稱能為特斯拉汽車提供總里程為 15100 公里的動(dòng)力。

有人說(shuō)太陽(yáng)能電動(dòng)汽車才是世界的未來(lái)，因?yàn)樗�可持續(xù)、環(huán)保、節(jié)能。

但是目前市場(chǎng)上大多數(shù)利用太陽(yáng)能電池板補(bǔ)能的電動(dòng)汽車所能達(dá)到的里程范圍有限，這里僅僅只考慮太陽(yáng)能供電的情況。
　　

如號(hào)稱擁有高達(dá)1600公里續(xù)航能力的aptera太陽(yáng)能電動(dòng)汽車，它的車頂有獨(dú)特的菱形太陽(yáng)能電池板可最大限度地利用太陽(yáng)能供電，即便如此，它每天最大也只能提供約65公里的太陽(yáng)能續(xù)航里程，其他的里程均由鋰離子電池提供動(dòng)力來(lái)源。

再如Humble One太陽(yáng)能電動(dòng)汽車，在純陽(yáng)光下由車頂太陽(yáng)能電池板供電的里程最高可達(dá) 60 英里（96 公里）。

加上前文提到的“天津號(hào)”續(xù)航里程約70公里，可見(jiàn)，目前的太陽(yáng)能電動(dòng)汽車由車頂太陽(yáng)能供電的里程僅能滿足日常代步使用，相當(dāng)于一個(gè)小型的汽車充電寶，但是如果只是日常上下班通勤，也足夠了。

然而學(xué)術(shù)界和工業(yè)界卻很看好太陽(yáng)能電動(dòng)汽車的發(fā)展前景，因?yàn)殡S著科技的發(fā)展，由太陽(yáng)能供電的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程將會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)。

最近學(xué)術(shù)界在太陽(yáng)能與電能轉(zhuǎn)換的研究領(lǐng)域取得了很多重要的進(jìn)展。


首先在太陽(yáng)能與電能的轉(zhuǎn)化效率方面，德國(guó)的伍珀塔爾大學(xué)聯(lián)合多家機(jī)構(gòu)合作發(fā)表于學(xué)術(shù)頂刊《Nature》的一項(xiàng)研究成果通過(guò)不同的材料組合將太陽(yáng)能電池的效率提高到了24%！在這項(xiàng)研究發(fā)表前，世界上最好的鈣鈦礦/有機(jī)串聯(lián)電池的效率約為 20%。這意味著每瓦特太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化成更多瓦特的電能。

其次，太陽(yáng)下山后，太陽(yáng)能電池仍然能長(zhǎng)時(shí)間工作。另一篇也是最近發(fā)表的研究工作打破了之前對(duì)太陽(yáng)能只能在有陽(yáng)光的日子工作的認(rèn)知。這項(xiàng)由斯坦福大學(xué)發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Applied Physics Letters》上的研究構(gòu)建了一個(gè)光伏電池，可以在白天和晚上從環(huán)境中獲取能量。

到了晚上，太陽(yáng)能電池向天空輻射并散發(fā)熱量，產(chǎn)生比環(huán)境空氣低幾度的溫度。他們開(kāi)發(fā)的設(shè)備使用熱電模塊從電池和空氣之間的溫度梯度產(chǎn)生電壓和電流。該裝置可以整合到現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池中，且價(jià)格低廉，具備很高的可行性。

更厲害的是，由上海交通大學(xué)和瑞典查爾姆斯理工大學(xué)合作發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Cell Reports Physical Science》上的一項(xiàng)研究，使得太陽(yáng)能發(fā)電不受天氣、一天中的時(shí)間、季節(jié)或地理位置的影響。



這項(xiàng)技術(shù)基于一種特殊設(shè)計(jì)的分子，當(dāng)它受到陽(yáng)光照射時(shí)，其形狀會(huì)變成富含能量的異構(gòu)體，異構(gòu)體以液體形式儲(chǔ)存，以供以后需要時(shí)使用，例如晚上或冬天，這種方式可將太陽(yáng)能儲(chǔ)存長(zhǎng)達(dá)18年。

瑞典的研究人員將他們專門設(shè)計(jì)的裝載著瑞典陽(yáng)光的分子送到上海交大，分子中的陽(yáng)光能量在上海被釋放并轉(zhuǎn)化成電能，他們證明了可按需隨時(shí)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能。

能量以熱量的形式釋放出來(lái)以后，分子恢復(fù)到原來(lái)的形狀，這樣它就可以在加熱系統(tǒng)中重復(fù)使用。

太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，且還可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，不受地域、時(shí)間和天氣的影響，加上太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的效率越來(lái)越高，所有這些都使得它具備了作為電動(dòng)汽車動(dòng)力來(lái)源的廣闊前景，未來(lái)純太陽(yáng)能電動(dòng)汽車擁有高續(xù)航能力不是沒(méi)有可能。


作者為中國(guó)科學(xué)院博士，美國(guó)藤校研究員。




作者： 來(lái)源：科技酷探 責(zé)任編輯：jianping