四川
東南大學馮杜東教授提出并系統分析了一種高性能近場熱輻射（thermoradiative, TR）發電器件，其目標是在夜間實現接近太陽能電池（photovoltaic, PV）白天性能的發電效果。傳統的TR器件依靠地球向冷宇宙背景輻射熱能來發電，雖然可實現零輸入條件下的持續供電，但其輸出功率密度通常極低（<1 W/m2），遠不能滿足實際應用需求。為解決這一問題，本文借鑒了集中式太陽能技術的思想，在TR系統中引入了近場熱輻射耦合和熱輻射聚焦設計。
作者通過構建一個由極性介質組成的納米尺度吸收層，以及優化后的發射體和熱集中結構，實現了熱能的空間壓縮和定向增強。這種設計顯著提升了輻射通量密度，使TR器件在夜間能夠輸出高達180 W/m2的電功率密度，接近商用太陽能電池在日照條件下的水平。更重要的是，這一方案無需使用太陽光，而是完全依賴地球本身的熱輻射，與光伏發電形成互補，有望實現24小時可持續清潔能源供應。
該研究還深入分析了系統效率的提升機制，包括近場輻射增強、能量帶結構匹配以及熱電轉換優化。通過熱學、電學和光學耦合建模，展示了器件的理論極限與實際性能之間的接近程度。同時，論文還指出了當前技術實現的挑戰，如極窄間隙控制、材料穩定性及散熱機制等。
總的來看，本研究提出的近場集中式熱輻射發電新范式，為突破夜間清潔能源技術瓶頸提供了可能路徑。其原理創新和性能提升使其在低功耗設備、傳感系統、偏遠地區能源供給等場景中具備重要應用潛力，是熱能轉換領域的重要進展。
作者本人已于最近加入東南大學能源與環境工程學院，課題組（https://power.seu.edu.cn/fdd/list.htm）有多個博士后、博士和碩士研究生名額，歡迎有志有識的同道青年加入，一起探索創造。
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