Превращение загрязнителей окружающей среды в возобновляемую солнечную энергию при одновременном сокращении выбросов углерода может показаться чем-то нереальным, но исследователи из Университета Хьюстона и Университета Мичоакана в Мексике работают над тем, чтобы воплотить эту идею в жизнь.

Исследователи продемонстрировали, как сажа, побочный продукт сжигания органических материалов, таких как биомасса, углерод и углеводороды, может преобразовывать солнечную энергию в тепло. Использование сажи для улучшения солнечных тепловых устройств сделало бы их не только дешевле в производстве, но и более эффективными, чем использование таких материалов, как графен.

Команда использовала биомассу, полученную при сжигании древесины для производства пастообразного покрытия с высокой эффективностью преобразования солнечной энергии в тепло. Сажа считается загрязнителем окружающей среды, тем не менее, она идеально подходит для сокращения углеродного следа и может способствовать действительному переходу к нулевому потреблению энергии, говорят исследователи.

Исследователи создали плоские поддоны и покрытия из сажи от сожженной древесины, нефтяного кокса и других углеводородов. Их исследования показали, что сажа, полученная из биомассы, обладает лучшими свойствами поглощать солнечную энергию и преобразовывать ее в тепло, чем другие нетронутые углеродные структуры, такие как фуллерен, графен или нанотрубки.

«Для производства сажи не требуется энергии, потому что это обильный побочный продукт, и его повторное использование может только уменьшить углеродный след. Стоимость почти нулевая, что делает его рентабельным и идеальным для преобразования солнечной энергии в тепловую», — сказал Роблес-Эрнандес.

В ходе исследования ученые построили прототип солнечной печи, которая может нагреваться до 400 градусов по Фаренгейту. Они обнаружили, что сажа превосходит другие материалы, такие как графен, нанотрубки и фуллерен, в нескольких ключевых областях. Его солнечное поглощение было на 96% выше по сравнению с коммерческими продуктами, световое излучение было на 85% выше и в 15 раз дешевле. Биомасса и сажа имеют сравнимые или лучшие характеристики преобразования солнечной энергии и устойчивость, чем чистые углеродные наноструктуры, и они дешевле.

Роблес-Эрнандес считает, что это покрытие можно использовать в больших нагревателях или котлах для сушки большого количества промышленных продуктов. Кроме того, использование отходов, полученных в результате сжигания, может кардинально изменить тепловую конверсию в солнечных дистилляторах, нагревателях, домашнем отоплении, водоочистителях и других технологиях.