研究：回收烟尘涂层捕获太阳热量能力比石墨烯能更优秀

应对气候变化不仅需要像可再生能源这样的努力–也需要废除现有的工艺。现在，工程师们已经开发出一种方法，即利用排放的烟尘来改进太阳能热设备，进而使其不仅生产成本更低而且比使用石墨烯等材料更有效。

从太阳收集能量不一定只涉及光伏太阳能电池–收集其热量也可以用来发电、净化水、烹饪食物或温暖建筑物。吸收这种热量的最佳材料是深色的，因此不同形式的碳最常被使用，这包括石墨烯或碳纳米管–后者被用于制造地球上一些最黑的材料。

问题是，大量生产这些碳材料可能很麻烦，同时也非常昂贵。因此，在这项新研究中，休斯顿大学和墨西哥米却肯跨文化大学(UIIM)的研究人员用一种更常见的碳形式–烟尘进行了实验。

作为煤炭、木材和碳氢化合物燃料等材料燃烧的副产品，烟尘是一种无定形的、不纯的碳形式，其对环境和人类健康都造成了破坏。从排放点收集它可以减少这些负面影响并利用它来改善可再生能源，这有助于闭环和降低成本。

这项研究的论文通讯作者Francisco Robles-Hernández说道：“生产烟尘不涉及任何能源，因为它是一种丰富的副产品，其循环利用只能减少碳足迹。由于成本接近零，这使得它具有成本效益，是太阳能到热能转换的理想选择。”

在这项研究中，研究人员建造了一个太阳能炉子原型。该装置由一个镜面盘组成，它可以将阳光反射并聚焦到其中心，那里有一个容器。这个容器被涂上一种黑色的吸收太阳能的浆料，这种浆料则是用煤烟或其他形式的碳如石墨烯、纳米管和富勒烯制成的，从而来比较它们的工作效果如何。

结果显示，煤烟在几个关键领域的表现优于其他材料。它的太阳能吸收率比商业产品高96%，它的光发射率高85%，并且它的价格便宜15倍。跟石墨烯这样的原始碳形式相比，煤烟涂层的价格要便宜1000倍。

研究人员表示，基于烟尘的吸热材料可用于太阳能蒸馏器、水管或家庭的加热、水净化器和工业干燥过程。