Nanoguľôčky zo zlata dokážu absorbovať až 89 % slnečnej energie

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Nový materiál absorbuje 89 % slnečného žiarenia v simulátore.

• Supraguľôčky pozostávajú zo zhlukov samočinne sa skladajúcich zlatých nanočastíc.

• Úprava priemeru štruktúry umožňuje zachytávať širšie spektrum svetla.

Slnečná energia poskytuje čistejší zdroj energie v porovnaní s fosílnymi palivami. Súčasné fotovoltické technológie nedokážu zachytiť všetky vlnové dĺžky slnečného spektra. Výskumníci z Kórejskej univerzity publikovali štúdiu o novom slubnom materiáli.

Výskumný tím vyvinul supraguľôčky, čo sú v podstate zlaté nanosféry. Bežne zlaté nanočastice dokážu absorbovať v priemere len 45 % slnečného spektra. Výskumníci sa preto rozhodli využiť samočinne sa skladajúce štruktúry zlata. Tieto supraguľôčky sa skladajú z menších zlatých nanočastíc, ktoré sa zhlukujú do gúľ.

Úpravou priemeru supraguľôčok dokázali výskumníci rozšíriť počet absorbovaných vlnových dĺžok. Účinnosť nového materiálu bola najskôr testovaná prostredníctvom počítačových simulácií. Tieto modely odhadli, že supraguľôčky by mohli absorbovať až 90 % slnečného žiarenia. Nasledovalo overenie v laboratórnych podmienkach pri reálnych testoch.

Výskumníci potiahli termoelektrický generátor tekutým roztokom obsahujúcim supraguľôčky. Generátor bol následne vystavený LED simulátoru slnečného žiarenia, pričom priemerná absorpcia dosiahla 89 %.  Zlaté nanočastice pri interakcii so svetlom využívajú jav nazývaný povrchová plazmónová rezonancia.

Elektróny na povrchu nanočastíc začnú pri dopade svetelnej vlny oscilovať. Bežné kremíkové solárne panely absorbujú predovšetkým viditeľné svetlo a časť infračerveného žiarenia. Použitie plazmónových supraguľôčok umožňuje zachytávať energiu z podstatne širšej časti elektromagnetického spektra.

Povrchová úprava by mohla znížiť prekážky pri vývoji solárno-termálnych a fototermálnych systémov v praxi. Spoločnosť EnergySage odhaduje, že inštalácia takýchto panelov dokáže domácnostiam ušetriť až 10 000 USD ročne. Budúcnosť masového využitia tohto materiálu ukážu až ďalšie praktické testy na veľkých plochách.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Zvýšenie účinnosti solárnych panelov zlacní výrobu zelenej energie a pomôže pri znižovaní globálneho znečistenia ovzdušia.

Zdroj: thecooldown.com foto: ChatGPT