美國(guó)大學(xué)借鑒向日葵的被動(dòng)向日性提高電池效率
太陽(yáng)東升西落，向日葵也會(huì)跟著從東向西轉(zhuǎn)。隨著太陽(yáng)的移動(dòng)，向日葵的每片花瓣都能盡可能多地獲得陽(yáng)光照射。這就是所謂的向日性。
最近，這種自然現(xiàn)象引起了美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的工程學(xué)教授江洪睿的興趣，他試圖讓下一代太陽(yáng)能系統(tǒng)模仿這種被動(dòng)的向日性，從而吸收更多太陽(yáng)能。在初步測(cè)試中，這種新型太陽(yáng)能電池板效率提高了高達(dá)10%。
實(shí)際上，現(xiàn)在的太陽(yáng)能電池板也有一些通過(guò)追蹤太陽(yáng)位置獲得了更高的效率，但基本都是采取GPS定位、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)定位板等主動(dòng)追蹤模式，雖然可以獲得更多的能量，但其本身也需要消耗能量。
不同于此，江洪睿采取了一種被動(dòng)的方式--利用特殊材料的特性使太陽(yáng)能板被動(dòng)地朝向陽(yáng)光最充足的方向，無(wú)須發(fā)動(dòng)機(jī)和電路，沒(méi)有額外的能源消耗。
他所使用的特殊材料就是液晶彈性體（LCE）和碳納米管，前者在受熱時(shí)會(huì)收縮，而后者可以吸收光線中大范圍的波長(zhǎng)。江洪睿表示：“碳納米管可以吸收非常廣泛的波長(zhǎng)，從可視光到紅外線，因此我們可以利用它使陽(yáng)光直接成為驅(qū)動(dòng)力。”
借鑒向日葵的被動(dòng)向日性以提高電池效率
在他的設(shè)計(jì)中，一面太陽(yáng)能板配備了多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都由一個(gè)LCE和多個(gè)碳納米管組成。其中，碳納米管?chē)@在LCE周?chē)S著吸收光線，碳納米管逐漸升溫，進(jìn)而使LCE收縮，整個(gè)裝置隨之朝向陽(yáng)光最強(qiáng)的方向彎曲。
隨著太陽(yáng)的移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器會(huì)逐漸冷卻并重新擴(kuò)張，而新的驅(qū)動(dòng)器會(huì)隨著光線的聚焦收縮，導(dǎo)致裝置再度向最強(qiáng)光的方向彎曲。因此，整個(gè)太陽(yáng)能板可在白天發(fā)生180度的轉(zhuǎn)向。“也就是說(shuō)太陽(yáng)去哪兒，太陽(yáng)能板就跟著轉(zhuǎn)向哪兒。”江洪睿說(shuō)。
江洪睿的設(shè)計(jì)發(fā)表在8月份的《先進(jìn)功能材料》上，并入選了《自然》雜志“研究亮點(diǎn)”欄目。
據(jù)悉，江洪睿設(shè)計(jì)中使用的材料近年來(lái)才出現(xiàn)，其團(tuán)隊(duì)一直努力提高材料性能，使之能夠驅(qū)動(dòng)更大的太陽(yáng)能板。最終，江洪睿希望能看到這種太陽(yáng)能板大規(guī)模出現(xiàn)在大型太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)中。
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編輯：Nausica
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