ACS Nano：等离激元增强太阳能高温热能转化的温室选择性
芣苢
当热辐射在逃逸之前被迫经历许多吸收和再发射事件时，就会产生温室效应。大气中二氧化碳和甲烷的积累，通过这种机制就会导致全球变暖。然而，固态材料中的温室效应通常较弱，因为辐射很容易被其它传热方式覆盖。近日，密歇根大学Andrej Lenert等报道了使用红外等离激元纳米粒子来增强透明中孔材料中的温室效应，以将太阳光转化为高温热而使太阳跟踪最小。
本文要点：
1）作者利用透明导电氧化物纳米颗粒（TCO NPs）中的局部表面等离激元共振来选择性地缩短热光子的平均自由程，同时保持较高的太阳光透射率。作者称这种机制为等离激元增强温室选择性（PEGS）。
2）研究表明，添加少量的TCO NPs（<0.1％（体积））几乎可以将700°C时的热损失减半。实验证明，有效热辐射在700°C时约为0.17，这是迄今为止所有选择性表面和在650°C或更高温度下测量的透明绝缘材料中报道的最低值。
这些结果对下一代太阳能热力发电厂和过程热电厂非常重要，因为它们需要较高的工作温度，而在存在大量的热辐射的情况下，这些温度很难达到。更广泛地说，该工作报道的结果表明，PEGS是辐射热传递光谱控制的一种有前途的机制，这对许多能源应用（包括高能效窗户，太阳能蒸气产生，热化学系统和热光伏）很重要。
Zachary J. Berquist, et al. Plasmon-Enhanced Greenhouse Selectivity for High Temperature Solar Thermal Energy Conversion. ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c04982
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04982
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