元素百科日本研究团队发现TiN纳米颗粒在太阳能利用方面取得了新的突破。近日，日本国家研究所材料纳米结构中心纳米系统光子组研究小组发现，过渡金属氮化物和碳化物纳米颗粒能有效吸收阳光。同时，实验证实，当氮化物纳米颗粒分散在水中时，水温会迅速升高。这些纳米颗粒可用于水的加热和蒸馏，以有效利用阳光。
纳米颗粒吸收阳光
水和空气加热占家庭能源消耗的55%。如果阳光能有效地转化为热量，就有可能不使用电能来加热水和空气，从而减少二氧化碳的排放。使用传统的太阳能集热器和集热管吸收阳光的方法会导致热量损失。由于纳米颗粒分散在介质中，包括水在内的介质可以直接加热，因此备受关注。
利用TiN纳米颗粒实现太阳能利用
近日，日本国立研究所环境与能源材料部高级研究员Naoto上述研究团队 Umezawa共同寻找适合光热转换的纳米颗粒材料，并通过第一原理计算估计其物理性能。研究小组发现，过渡金属氮化物和碳化物陶瓷可以有效地吸收阳光。
另外，氮化钛正在运行中（TiN）在从多种过渡金属氮化物中选择后，研究小组将Tin纳米颗粒分散到水中，并对水溶液进行照明。在这项实验中，研究小组证实，Tin纳米颗粒可以以近90%的高效率将阳光转化为热量。由于TiN纳米颗粒表现出宽带等离子体共振，TiN纳米颗粒在每个纳米颗粒基础上的阳光吸收效率可能高于金碳纳米颗粒。
在未来的研究中，该团队计划将结果应用于地热、水热、污水和海水的蒸馏。除本项目外，研究小组还致力于聚合物与纳米颗粒之间聚合物材料的开发、纳米颗粒介导的化学反应研究等纳米颗粒的应用。
