Farba zamiast paneli

Domy przyszłości mogą być zasilane w energię słoneczną z baterii znacznie tańszych niż obecnie

Publikacja: 23.12.2011 20:47

„Słoneczna farba” może zastąpić krzemowe baterie słoneczne

„Słoneczna farba” może zastąpić krzemowe baterie słoneczne

Foto: ACS NANO

Następne generacje paneli słonecznych mogą wyglądać zupełnie inaczej niż baterie, jakie znamy dzisiaj. Za kilka lat nie trzeba będzie szpecić dachów budynków skomplikowanymi konstrukcjami podtrzymującymi baterie. Wystarczy na ściany budynku nanieść warstwę specjalnej farby, która będzie wytwarzała energię elektryczną pod wpływem światła. Ilość energii w ten sposób uzyskanej wystarczy do zasilania urządzeń używanych w gospodarstwie domowym.

Woda i alkohol

Zespół naukowców z University of Notre Dame w stanie Indiana dokonał znaczącego kroku w kierunku tej wizji. Opracował niedrogą "farbę słoneczną", która do produkcji energii używa półprzewodnikowych nanocząsteczek. Badania zostały sfinansowane przez Amerykański Departament Energii.

– Chcieliśmy zrobić taką transformację, aby ominąć technologię słoneczną na bazie krzemu – mówi prof. chemii i biochemii Prashant Kamat, który przewodniczy badaniom, z uniwersyteckiego Center for Nano Science and Technology (NDnano). – Łącząc produkujące energię nanocząstki, zwane kropkami kwantowymi, z płynami, jakie można rozprowadzać po powierzchniach, uzyskaliśmy jednowarstwową farbę, którą można nakładać bez użycia specjalnego sprzętu na powierzchnię każdego materiału przewodzącego prąd.

Farba uzyskana przez amerykańskich uczonych wykorzystuje do produkcji energii elektrycznej zjawisko fotoelektryczne, podobnie jak ogniwa fotowoltaiczne, które składają się na baterie słoneczne. Podstawowym materiałem służącym do produkcji ogniw fotowoltaicznych jest krzem.

Poszukiwania nowego materiału opisano w specjalistycznym magazynie "ACS Nano". Badacze skoncentrowali się na dwutlenku tytanu. Cząsteczki tego związku były pokrywane siarczkiem kadmu lub selenkiem kadmu. Takie nanocząsteczki zostały następnie zawieszone w mieszaninie wody z alkoholem. Powstawała nadająca się do malowania gęsta farba.

Gdy tak przygotowaną farbę naukowcy nałożyli na przezroczysty materiał przewodzący prąd i wystawili na działanie światła słonecznego, otrzymali energię elektryczną.

Masowa produkcja

– Najlepszy stosunek światła do uzyskanej energii, jaki osiągnęliśmy dotychczas, wynosi  1 procent, co pozostaje daleko za współczesnymi bateriami słonecznymi dostępnymi na rynku, które gwarantują wydajność na poziomie od 10 do 15 proc. – wyjaśnia prof. Kamat. – Ale ta farba może być bardzo tania w produkcji na dużą skalę. Jeśli uda nam się poprawić efektywność, być może będziemy w stanie odpowiedzieć na potrzeby energetyczne, jakie pojawią się w przyszłości. Dlatego nazwaliśmy nasze farby "wierzącymi w Słońce".

W laboratoriach uzyskuje się sprawność zamiany promieniowania słonecznego ogniw na bazie krzemu na prąd elektryczny ze sprawnością dochodzącą do 24 proc. Jeszcze bardziej sprawne są ogniwa wykorzystywane w kosmosie.

Zespół prof. Kamata planuje prace nie tylko nad poprawą efektywności farby, ale także stabilności nowego materiału.

Center for Nano Science and Technology przy katolickim University of Notre Dame jest światowym liderem badań właściwości materiałów oraz tworzenia powiązań – w nanoskali – z żywymi organizmami.

Nauka
W organizmach delfinów znaleziono uzależniający fentanyl
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nauka
Północny biegun magnetyczny zmierza w kierunku Rosji. Wpływa na nawigację