Ingineri chinezi au dezvoltat o metodă inovatoare de a transforma lemnul într-un material capabil să genereze energie solară chiar și după apusul soarelui. Studiul, publicat în revista Advanced Energy Materials, demonstrează potențialul acestei tehnologii de a contribui la soluții sustenabile de stocare și utilizare a energiei regenerabile.
Cum funcționează „lemnul solar”
Ideea centrală este transformarea structurii interne a lemnului de balsa. Cercetătorii au modificat materialul la nivel microscopic, creând un sistem care absoarbe lumina solară și o stochează sub formă de căldură. Această căldură poate fi apoi eliberată treptat și convertită în electricitate, folosind un dispozitiv termolectric.
Procesul a început cu îndepărtarea ligninei, substanța naturală care asigură rezistența lemnului. A rezultat o structură poroasă, cu canale microscopice. Aceste canale au fost „captușite” cu straturi subțiri de fosforenă neagră, un material capabil să capteze lumina pe diverse lungimi de undă și să o transforme în căldură. Pentru a preveni degradarea fosforenei, a fost adăugat un strat protector din acid tanic și ioni de fier. Ulterior, au fost integrate nanoparticule de argint pentru a amplifica captarea luminii, iar la final, un strat hidrofob pentru a asigura rezistența la apă.
În continuare, structura de bază a fost impregnată cu acid stearic, o ceară organică care are rolul de stocare a căldurii. Materialul se topește când este încălzit, acumulând energia, iar când se răcește, se solidifică, eliberând energia stocată.
Testarea eficienței și a durabilității
Eficiența acestui sistem inovator este sporită de modul în care căldura se propagă de-a lungul fibrei lemnoase, permițând un transfer mai rapid către un generator extern. Testele realizate într-un simulator solar au indicat o eficiență fototermică de 91,27%. Aceasta înseamnă că o mare parte din lumina absorbită este convertită în căldură utilă. Lemnul modificat a demonstrat capacitatea de a stoca 175 kilojouli de energie per kilogram. Conectat la un generator termolectric, prototipul a produs până la 0,65 volți.
Pe lângă performanța energetică, materialul a demonstrat rezistență la factori de mediu precum focul, bacteriile și ciupercile. Stratul hibrid a redus rata de eliberare a căldurii cu 27,4% și cantitatea totală de căldură eliberată cu 31,2%. De asemenea, a arătat eficiență împotriva unor bacterii, inclusiv E. coli și S. aureus.
Viitorul energiei solare
Acest proiect reprezintă un pas important în dezvoltarea unor soluții durabile pentru utilizarea energiei solare. Cercetătorii subliniază că această abordare oferă o „platformă scalabilă și prietenoasă cu mediul” pentru stocarea și utilizarea energiei solare termice.
Sursa: Descopera
