Rurki zamiast paneli baterii słonecznych

źródło: AFP

Klasyczne panele słoneczne

+zobacz więcej zdjęć

Dramatyczny i zaskakujący efekt magnetyczny może doprowadzić do powstania nowych baterii słonecznych — uważają naukowcy amerykańscy

Przez całe stulecie fizycy uważali, że magnetyczny efekt wywoływany światłem nie da się wykorzystać w praktyce. — Można patrzeć na równanie ruchu przez cały dzień i nie zauważyć istotnych możliwości. — powiedział prof Stephen Rand z Uniwersytetu Michigan główny autor pracy na ten temat, która ukazała się na łamach magazynu „Journal of Applied Physics". — Byliśmy przekonani, że to się nie uda.

Do dzisiaj naukowcy sądzili, że światło oprócz pola elektrycznego przyczynia się do powstania pola magnetycznego tak słabego, że efekt jest niezauważalny. Ale Rand udowodnił, że pole magnetyczne jakie powstaje podczas przejścia światła przez materiał, który nie jest przewodnikiem prądu, może być 100 milionów razy silniejsze niż sadzono dotychczas. W takich warunkach efekt magnetyczny jest tak duży, że może być z łatwością zamieniony na prąd.

— To może przyczynić się do powstania nowego baterii słonecznych bez półprzewodników — wyjaśnia Rand — W ogniwach słonecznych, światło jest wchłaniane przez materiał i wydziela się cierpło. W przypadku naszego ogniwa, możemy spodziewać się bardzo małej ilości ciepła. Światło nie jest pochłaniane, a energia zamieniany jest w moment magnetyczny, który może być źródłem zasilania.

Efekt tzw. rektyfikacji optycznej powoduje, że pole elektryczne rozdziela się na naładowane pozytywnie i negatywnie w charakterystyczny sposób. To doprowadza do powstania prądu Taki proces naukowcy mogli wykryć w materiałach o strukturze kryształów idealnie symetrycznych.

Rand wraz z asystentem Williamem Fisherem wskazał na podobny efekt magnetyczny. — Światło powodowało, że elektrony zaczęły układać się w charakterystyczny kształt podobny do litery „C" i powstały dwubiegunowe pola: elektryczne i magnetyczne. — wyjaśnia Fisher.

Pole magnetyczne można zintensyfikować przepuszczając światło przez długie włókna. Wtedy można uzyskać wielkie napięcie. Światło musi przechodzić przez materiał, który nie przewodzi prądu elektrycznego, np. szkło i musi być niezwykle intensywnie skupione.

— W naszej pracy wskazujemy na to że promienie słoneczne teoretycznie mogą być niemal równie skuteczne jak światło laserowe — przekonuje Fisher — To co proponujemy może doprowadzić do tego, że będziemy taniej wykorzystywać energię słoneczną.

Naukowcy przewidują, że z ulepszonych materiałów mogą osiągnąć 10 proc. skuteczności w zamianie energii słonecznej na energię użytkową. To odpowiednik dzisiejszych komercyjnych baterii słonecznych.

— Współczesne ogniwa wykorzystują półprzewodniki, które powstają w drogim procesie produkcji, jedyne co potrzebujemy to odpowiednie soczewki aby skupiać światło i włókna. Oba składniki mogą być wykonane ze szkła lub z przezroczystej ceramiki — dodał Fisher.

W lecie naukowcy przeprowadzą serię eksperymentów, najpierw z laserem, potem ze światłem słonecznym.