武汉大学陈朝吉&刘抗AM：“降温发电两不误”的全聚合物聚乙烯-水凝胶毡用于光伏电站高效蒸发冷却与生态修复

随着光伏（PV）电站的爆炸式增长，其能源效率和生态影响已成为两大关注焦点。

本研究武汉大学陈朝吉和刘抗等人提出了一种通过全聚合物吸湿毡调控光伏电站水分循环的方法，以实现太阳能电池板的冷却和生态修复。该毡由高度取向的聚乙烯（PE）微纤维芯和几微米厚的聚丙烯酰胺（PAAm）壳组成，具有超轻、耐腐蚀的特点，并展现出高达1100 W m−2 K−1的被动传热系数。在标准光照条件下，该毡能使太阳能电池温度降低28°C，输出功率提升20.4%，且仅需蒸发时间的1.3倍即可恢复原始状态。

此外，PE/水凝胶毡的高蒸发和吸湿率可将光伏电站环境湿度提高24%，环境温度降低2.6°C，显著提升周边植物的存活率。这一成果展示了全聚合物吸湿毡在提升光伏转换效率和促进生态修复方面的潜力。

研究亮点

1. 高效冷却与发电提升：PE/水凝胶毡通过蒸发冷却将太阳能电池温度降低28°C，显著提升输出功率20.4%，解决了高温对光伏效率的负面影响。

2. 快速自再生能力：毡材料仅需蒸发时间的1.3倍即可完成水分吸收再生，远快于传统材料的4.7倍，适合长期循环使用。

3. 生态修复潜力：通过调节局部微环境（湿度+24%、温度-2.6°C），显著提高沙漠植物存活率，为光伏电站的生态兼容性提供了新思路。

K. Zheng, X. Fu, Y. Ren, Z. Yu, Z. Huang, J. Li, Y. Peng, C. Chen, K. Liu, All-Polymer Polyethylene-Hydrogel Felt for Efficient Evaporative Cooling and Ecological Restoration in Photovoltaic Power Plants. Adv. Mater. 2025, 2501698.

https://doi.org/10.1002/adma.202501698

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