新型超黑納米針材料可吸收99.5%太陽光，顯著提升太陽能效率

西班牙研發的鈷酸銅納米針狀材料既能吸收幾乎全部太陽光，又具備卓越耐熱性。

西班牙巴斯克大學研究人員研發出一種超黑鈷酸銅納米針狀材料，對太陽光的吸收率高達99.5%，為聚光太陽能系統所用材料設立了新標桿。這一突破性發現有望顯著提升太陽能塔技術的效率與商業可行性，加速清潔能源轉型。

該大學材料熱物理特性課題組借助特殊高溫研究設備，系統分析了這種納米針狀材料的熱學與光學性能。研究員伊尼戈·岡薩雷斯·德·阿里埃塔表示，其目標是"探索適用于太陽能塔的超黑材料"。

在這類發電廠中，成百上千面鏡子將太陽光聚焦至中央高塔，由塔內吸熱裝置將熱能轉化為電力。岡薩雷斯指出："吸光材料性能越優異，系統競爭力就越強。"他透露，巴斯克大學的實驗室是全球少數具備此類熱光學分析能力的科研平臺。

研究團隊對加州大學圣地亞哥分校獲專利的鈷酸銅納米針狀結構展開研究。"我們發現這種材料性能優于目前使用的碳納米管，經氧化鋅涂層處理后性能更是顯著提升。"岡薩雷斯解釋道。

當前市場上最黑的材料是垂直排列碳納米管，其吸光率約為99%。但這類材料在高溫高濕環境中穩定性較差，不適用于太陽能塔發電場景。"必須為其覆蓋更耐用的保護層，但這會降低其性能優化空間。"岡薩雷斯表示。相較之下，鈷酸銅納米針狀結構在極端條件下穩定性更強，經氧化鋅涂層處理后，吸光率可提升至99.5%。

岡薩雷斯詳解道："目前太陽能塔使用的黑硅材料已能吸收95%的光線，這個數值相當可觀；而鈷酸銅納米針狀結構吸光率達99%，氧化鋅涂層版本更是高達99.5%。"這項研究成果已引發國際關注，加州大學圣地亞哥分校的陳仁坤博士正與美國能源部合作，探索將該材料應用于太陽能塔。但岡薩雷斯補充道："考慮到美國當下的政策不確定性，后續發展仍存變數。"

聚光太陽能作為一種能儲存熱能備用的清潔能源，正獲得越來越多關注。在西班牙，該技術貢獻了約5%的總發電量，安達盧西亞地區及全球多個沙漠地帶都建有大型電站。"太陽熱能主要被用于熔化特定鹽類，"岡薩雷斯介紹，"熔鹽具有卓越的儲熱能力，之后可以更方便地將熱能再次輸入電網。"他強調持續改進太陽能塔涂層技術至關重要，并指出："推動這種可再生能源發展具有多重優勢 —— 它完全清潔，且能在無日照時持續供電。"

下一步研究將聚焦開發具有更優導電性與光學性能的新材料，以用于下一代太陽能塔。

該研究成果已發表于《太陽能材料與太陽能電池》期刊。

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