O echipă de cercetători din China a dezvoltat un tip de lemn capabil să genereze energie solară chiar și după lăsarea întunericului. Inovația promite să revoluționeze modul în care colectăm și utilizăm energia solară, abordând una dintre principalele sale limitări: dependența de lumină.
Panourile solare, deși eficiente în captarea luminii și transformarea acesteia în energie, nu pot funcționa pe timp de noapte. Soluțiile existente, precum stocarea energiei în baterii, au limite. Materialele cu schimbare de fază (PCM), capabile să acumuleze căldură și să o elibereze ulterior, prezintă, de asemenea, dezavantaje, cum ar fi tendința de a se topi sau inflamabilitatea.
Cum funcționează lemnul fotovoltaic
Cercetătorii chinezi au modificat structura internă a lemnului de balsa, un material ușor și poros, pentru a crea un sistem inovator de stocare și generare de energie. Procesul a implicat eliminarea ligninei, substanța care leagă fibrele lemnului, creând astfel canale microscopice. Aceste canale au fost apoi acoperite cu foi subțiri de fosforenă neagră, un material cu proprietăți de absorbție a luminii.
Pentru a proteja fosforena, care se degradează rapid, cercetătorii au aplicat un strat protector bazat pe acid tanic și ioni de fier. Ulterior, au adăugat nanoparticule de argint pentru a îmbunătăți captarea luminii și un strat hidrofob pentru rezistență la condițiile meteo. Structura de balsa modificată a fost impregnată cu acid stearic, o ceară biologică ce stochează căldură. Aceasta se topește și acumulează energie când este încălzită, eliberând-o în timpul răcirii.
Eficiența și aplicațiile lemnului solar
Studiile au arătat o eficiență fototermică de 91,27% pentru noua soluție, indicând o conversie eficientă a luminii în căldură utilă. Materialul a reușit să stocheze 175 kilojouli de energie per kilogram, iar conectat la un generator termolectric, a produs până la 0,65 volți. Un aspect important este modul în care căldura se propagă de-a lungul fibrei lemnului, facilitând transferul rapid către generator.
Testele au demonstrat, de asemenea, rezistența materialului la factori precum focul, bacteriile și ciupercile, aspect important pentru utilizarea în exterior. Cercetătorii au constatat că stratul hibrid a redus rata de eliberare a căldurii cu aproape 30% și a demonstrat eficiență împotriva unor bacterii comune.
Prin această metodă, cercetătorii propun o platformă durabilă și scalabilă pentru captarea avansată a energiei solare termice, cu potențial de a fi utilizată într-o varietate de aplicații.
