混合太阳能集热器解锁三倍太阳能收集能力

2025年12月16日

太阳能集热器不仅能产生热量，作为混合集热器，它还能同时生产燃料和电力。国际能源署太阳能供热制冷技术合作计划（IEA SHC）Task 72组的科学家们正在致力于开发用于太阳能光反应器的这类多功能太阳能元件，以生产燃料和化学品。其目标是通过针对不同应用协同利用太阳光谱的不同波长范围，最大限度地提高太阳光谱的利用率。目标是利用超过75%的阳光，实现高效空间利用太阳能的重要里程碑。来自奥地利AEE INTEC研究所的Sarah Meitz和Bettina Muster-Slawitsch（从左数第三、四位）因提出此类混合集热器的首个研究概念，荣获新设立的LIMES未来奖2025。
照片：Energiepark BruckLeitha

LIMES未来奖2025展示了年轻研究团队的新想法。五支决赛队伍中有三支队伍于10月17日获得LIMES未来奖——其中包括Muster-Slawitsch的团队。AEE INTEC科学家解释道：“春季，我们成功提交了国家研究项目SOPHIE，该项目将于2026年1月启动，给我们开发一款多功能集光器的机会，最大化利用阳光。”她领导AEE INTEC的水与工艺技术研究组，同时负责执行至2028年10月的Task 72。 编译 陈讲运

最大化利用太阳光谱

SOPHIE混合集集器结合PVT集集器概念，通过光化学工艺生产氢气。与上奥地利应用科学大学和维也纳工业大学合作，将开发原型。

来源：LIMES未来奖2025 / Energiepark Forschungsstiftung

SPECTRUM：利用更高效的双功能光催化太阳能反应器开发多能集热器

Task 72支持开发太阳能到X的设备，这些设备能够实现由阳光驱动的光化学反应。在这些过程中，太阳能转化为化学能，因为光子在光催化材料中诱导自由电子，从而引发化学反应。这里的局限在于光催化剂通常只被太阳光谱中低波长范围的一小部分激活。这正是混合收藏者发挥作用的地方。SOPHIE项目中将开发的集光器以三种方式利用阳光：

• 短波光驱动光化学反应，例如产生绿色氢。

• 集成光伏电池利用中波段发电。

• 长波光用于热能发电，并通过主动热管理确保反应条件的稳定。

混合收集器概念在Task 72中被深入讨论。2025年10月，在葡萄牙里斯本与Task 72团队会议同期举办了一场关于混合收集器的公开研讨会。本次研讨会由葡萄牙国家能源与地质实验室（LNEG）科学家若昂·佩雷拉·卡多索组织，他也在研究混合集热器。卡多佐领导欧盟项目SPECTRUM。
该项目旨在开发和测试两个实验室规模原型，用于工业污水处理结合热能、电力和氢气的综合发电。卡多索说：“我们的研究目标是开发能够在单一设备中生产电力、热能和氢气的多重发电太阳能集热器，利用双功能光催化反应器，既可用于氢气生产，也可用于工业废水污染物修复。”预计在SPECTRUM结束时会有显著成果，该期将持续到2028年3月。

通过这两个研究项目——SOPHIE和SPECTRUM，混合太阳能技术正从视觉走向现实，重新定义了阳光转化为可用能源和能量载体的高效方式。

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