Un cristal fotonic dielectric metalic care stochează energia solară sub formă de căldură.
Un material ideal pentru conversia energiei solare în căldură ar trebui să absoarbă aproape toate lungimile de undă ale luminii de la soare care ajunge la suprafața Pământului. Cercetătorii de la MIT spun că au realizat dezvoltarea unui material care se apropie foarte mult de absorbția „ideală”.
Potrivit phys.org, materialul este un cristal fotonic dielectric metalic bidimensional care poate absorbi lumina soarelui dintr-o gamă largă de unghiuri și, mai mult, rezistă la temperaturi extrem de ridicate. Poate cel mai important, materialul poate fi fabricat la scară largă, la prețuri scăzute.
Crearea acestui material este descris într-o lucrare publicată în revista Advanced Materials, iar echipa de cercetare este formată din profesorii de la MIT Jeffrey Chou, Marin Soljacic, Nicolae Fang, Evelyn Wang, Sang-Gook Kim și alte cinci persoane.
Materialul funcționează ca parte a unui dispozitiv solar termofotovoltaic (STPV): energia soarelui este convertită mai întâi în căldură, proces care determină materialul să strălucească, emițând lumină care poate fi, la rândul ei, convertită în curent electric.
Unii membri ai echipei au lucrat înainte pe un dispozitiv STPV care a luat forma unor cavități goale, explică profesorul Chou de la Departamentul de Inginerie Mecanică MIT. „Cavitățile erau goale, nu a existat aer în interior”, spune acesta. „Nimeni nu a încercat punerea unui material dielectric în interior, așa că am făcut noi acest lucru și am observat unele proprietăți interesante.”
Obținerea unui spectrul corect de absorbție și de emisie este esențial pentru desfășurarea eficientă a STPV, spune Jeffrey Chou.
Cele mai mare parte din energia de la soare ajunge într-o bandă de lungimi de undă specifică, explică profesorul. „Este o fereastră foarte specifică”, spune Chou. „Am construit această structură și am constatat că acesta a avut un spectru de absorbție foarte bun, exact ceea ce ne-am dorit.”
„Acest lucru arată potențialul Ingineriei și a Științei Materialelor Fotonice de a dezvolta recoltarea energiei solare”, spune Paul Braun, profesor de Știința și Ingineria Materialelor de la Universitatea Illinois, care nu a fost implicat în cercetare.
„În această lucrare, autorii au demonstrat, într-un sistem proiectat pentru a rezista la temperaturi ridicate, potențialul de absorbție pe care îl are dispozitivul solar termofotovoltaic. Desigur, trebuie mai multă muncă pentru realizarea unei celule solare, însă lucrarea de aici este una dintre cele mai importante etape în procesul respectiv. „
Grupul lucrează în prezent la optimizarea sistemului cu metale alternative. Chou preconizează că materialul fi dezvoltat într-un produs comercial viabil în termen de cinci ani.
Roxana Muntean
