Создан высокоэффективный генератор солнечной энергии (видео)

высокоэффективный генератор солнечной энергии

Исследовательская лаборатория Университета Рочестера, которая недавно использовала лазеры для создания непотопляемых металлических структур, теперь продемонстрировала, как эта же технология может быть использована для создания высокоэффективных генераторов солнечной энергии.

В статье «Свет: наука и приложения» лаборатория профессора оптики Чунлей Го, также связанного с Программой физики и материаловедения, описывает использование мощных фемтосекундных лазерных импульсов для травления металлических поверхностей наноразмерными структурами, которые избирательно поглощают свет только от солнечной волны, но не в других местах.

Несколько лет назад лаборатория Го разработала технологию черного металла, которая превратила блестящие металлы в черный цвет. «Но чтобы сделать идеальный солнечный поглотитель, — говорит Го, — нам нужен больше, чем черный металл, и в результате мы получаем этот селективный поглотитель».

По словам Го, эта поверхность не только улучшает поглощение энергии солнечного света, но и уменьшает рассеивание тепла других длинах волн. «Мы также демонстрируем использование солнечной энергии с помощью теплового электрического генератора». «Это будет полезно для любого поглотителя тепловой энергии или устройства для сбора энергии», особенно в местах с обильным солнечным светом, добавляет он.

СОЛНЕЧНЫЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ПОДОГРЕВАЕТ 190 000 ЛИТРОВ КИПЯТКА В ГОД

Работа финансировалась Фондом Билла и Мелинды Гейтс, Исследовательским отделом армии и Национальным научным фондом.

Исследователи экспериментировали с алюминием, медью, сталью и вольфрамом и обнаружили, что вольфрам, обычно используемый в качестве теплового солнечного поглотителя, имел самую высокую эффективность поглощения солнечного света при обработке новыми наноразмерными структурами. Это улучшило эффективность генерации тепловой энергии на 130 % по сравнению с необработанным вольфрамом.

До создания водоотталкивающих металлов Го и его помощник Анатолий Воробьев продемонстрировали использование фемтосекундных лазерных импульсов для превращения практически любого металла в черный цвет. Поверхностные структуры, созданные на металле, были невероятно эффективными при захвате входящего излучения, такого как свет. Но они захватили свет в широком диапазоне длин волн.

Впоследствии его команда использовала аналогичный процесс для изменения цвета ряда металлов на различные цвета, такие как синий, золотой и серый, в дополнение к уже достигнутому черному цвету. Приложения могут включать в себя создание цветных фильтров и оптических спектральных устройств, автомобильный завод, использующий один лазер для производства автомобилей разных цветов.

НОВЫЙ ГЕНЕРАТОР ЭНЕРГИИ ИЗМЕНИТ ЧИСТУЮ ЭНЕРГЕТИКУ И ПОПУТНО ОЧИСТИТ СТОЧНЫЕ ВОДЫ

Лаборатория также использовала первоначальную технику черного и цветного металла для создания уникальной структуры нано- и микроразмерных структур на поверхности обычной вольфрамовой нити, позволяющей лампочке светиться ярче при том же потреблении энергии.

«Мы выпустили лазерный луч прямо через стекло колбы и изменили патч на нити. Когда мы зажгли лампу, мы действительно могли видеть, что этот патч был явно ярче, чем остальная нить», — сказал Го.

источник: phys