Солненые панели станут более эффективными благодаря мотыльку и лотосу, изобретено супергидрофобное стекло

Солненые панели станут более эффективными благодаря мотыльку и лотосу, изобретено супергидрофобное стекло

Супергидрофобное покрытие солнечных панелей

В поисках методов увеличения эффективности солнечных панелей ученые из Национальной лаборатории Оук-Ридж, США (Oak Ridge National Laboratory, ORNL), неожиданно для себя, натолкнулись на два природных ингредиента — глаз мотылька и лист лотоса. В результате они сделали «революционное» открытие — суперводоотталкивающее противобликовое стеклянное покрытие, способное увеличить эффективность солнечных элементов на уровень от трех до шести процентов.

Цифры могут показаться не столь впечатляющими, однако новое покрытие для солнечных панелей может «погубить сразу трех зайцев», каждый из которых может существенно снизить общую стоимость солнечной энергии. Это, собственно, эффективность, производственные затраты и затраты на обслуживание.

Результаты исследования американских ученых изложены в научной статье Журнала Королевского Химического общества (Royal Society of Chemistry’s Journal) под названием «Monolithic graded-refractive-index glass-based antireflective coatings: broadband/omnidirectional  light harvesting and self-cleaningcharacteristics», которое примерно можно перевести так: «Монолитное анти-отражающее покрытие на основе стекла с регулируемой степенью преломления: широкополосное/всенаправленное поглощение света и самоочистительные характеристики».

Капли воды на новом материале американских ученых

Повышение эффективности солнечных батарей достигается за счет анти-отражающих свойств нового покрытия. Их КПД также увеличивается благодаря супергидрофобности (очень сильное водоотталкивающее свойство) материала и сопротивлению запотеванию. Кроме того, такое покрытие довольно устойчиво к механическим повреждениям и имеет длительный срок службы.

Читайте также  Энергонезависимость прежде всего: украинцы устанавливают солнечные батареи на церквях и даже на курятниках

Причем же здесь листья растений и глаза насекомых? Вот здесь и приходит на помощь биомимикрия — область инженерии, в которой наука черпает вдохновение из окружающей среды. С листьями лотоса — все просто — они хорошо отталкивают воду, используя капли дождя для самоочищения. Стать гидрофобным несложно, нужно всего лишь расположить поверхность листьев под углом в 150 градусов к каплям. Оук-риджские химики добились близкого результата — 155-160 градусов. Под таким углом вода «буквально отскакивает, унося за собой грязь и пыль».

Что касается глаза мотылька (или моли) , то здесь немного посложнее. Вот цитата одного из лидеров команды исследователей: «… глаз мотылька антирефлективен благодаря покрытию из конических наноструктур, в которых степень отражения постепенно увеличивается по мере приближения света к роговице…»

свойства и область применения супергидрофобного материала

Из работы ученых следует, что «подобные структуры образуются путем реализации нового метода, использующего метастабильную спиноидальную фазовую сепарацию в материалах на основе стекла. Такой подход позволяет не только создавать поверхности с микроструктурами, имеющими градуированные анти-отражающие свойства, в которых отражение с поверхности подавляется посредством оптического сопротивления между соответствующими интерфейсами, но и способствует самоочищению через модификацию химсостава поверхности».

Читайте также  Украинский завод органических солнечных батарей начнет выпуск продукции в 2016

Процесс изготовления нового покрытия включает в себя три этапа: размещение тонкого слоя стеклянного материала на стеклянную основу, термообработка и частичный отбор материала посредством травления.

В результате получается пористая трехмерная наноструктура, обладающая термостойкими свойствами и устойчивая к истиранию, в отличие от покрытий обычных солнечных панелей, которые изготавливаются из полимерных порошков, делающих их более хрупкими. Сам процесс, не представляет каких-либо технических сложностей и не требует дорогостоящего оборудования.

Помимо выгод для эффективности солнечных модулей, ученые предлагают и другие варианты применения их изобретения — военная амуниция, сенсоры, детекторы, линзы, окна и другие продукты, в которых используется стекло.

По теме: Smartflower — самонаводящаяся солнечная панель, умный фотоэлектрический цветок

Источник: cleantechnica.com

Фотоэлементы на основе японского искусства киригам... Группа исследователей Мичиганского университета (University of Michigan) разработала решетчатый фотоэлемент, который способен растягиваться подобно а...
Новый рекорд эффективности искусственного фотосинт... Открытие немецких ученых позволяет перейти на новый уровень энергоэффективности искусственного фотосинтеза: исследователи из Технического университет...
Проект солнечной станции украинского изобретателя ... Предприниматель из Миргорода планирует построить солнечную станцию площадью 24,2 тысячи квадратных метров, которая позволить городу покрывать около 7...
Проект бюджетного солнечного коллектора винницкого... Энергосберегающий проект, созданный студентом факультета ИТКИ Виктором Гаврилишеным, финансово поддержали Британский совет в Украине и народный депут...

Сохрани, чтобы не потерять