يقوم العلماء بإنشاء طلاء واضح لتحويل النوافذ بشكل غير مرئي إلى ألواح شمسية: Sciencealert

لقد طور العلماء طلاءًا جديدًا واضحة يمكن تطبيقه على أي نافذة قياسية لتحويلها إلى فعال فعال لوحة الطاقة الشمسية – مع الحفاظ على النافذة شفافة إلى حد كبير.

إنه عمل فريق من جامعة نانجينغ في الصين ، وقد طور الباحثون بالفعل نموذجًا أوليًا للعمل. قم بتوسيع نطاق جميع النوافذ المتوفرة في العالم ، ويمكننا أن نتحدث عن Terawatts of الطاقة الخضراء.

يُعرف الفني من الناحية الفنية باسم “مركزة شمسية من نوع عديمة اللون وغير متطابقة” (CUSC) ، يوجه الطلاء بعض فوتونات أشعة الشمس على جوانب لوحة النافذة حيث يتم تثبيت الخلايا الضوئية المثبتة تحويلها إلى الكهرباء، بينما يمر الضوء الآخر.

متعلق ب: يمكن أن توفر الألواح الشمسية العائمة في خط الاستواء طاقة غير محدودة تقريبًا

“تصميم CUSC هو خطوة للأمام في دمج التكنولوجيا الشمسية في البيئة المبنية دون التضحية بالجمال ،” يقول المهندس البصري وي هو. “إنه يمثل استراتيجية عملية وقابلة للتطوير للحد من الكربون والاكتفاء الذاتي للطاقة.”

هذا الطلاء الجديد يتفوق على الخيارات الحالية من حيث الشفافية وقابلية التوسع والكفاءة ، وفقًا للباحثين. لا يزال الطلاء يتيح 64.2 في المئة من ضوء مرئي من خلال ، ويحافظ على دقة اللون 91.3 في المئة.

المواد مصنوعة من بلورات سائلة كوليسترية (CLCs) ، التي لها خصائص تمكن التفاعلات اللازمة مع الضوء أثناء مرورها. عن طريق تكديس طبقات مختلفة من CLCs ، فإن الطلاء قادر على تغطية الطيف الكامل للضوء.

بشكل حاسم ، واحد فقط استقطاب الضوء – لذا فإن إحدى الطرق المتعددة التي يتحركها الضوء كموجة – محاصرة وينطلق لتحويلها إلى طاقة. هذا يمكّن النافذة من الاستمرار في العمل كنافذة.

“من خلال هندسة بنية الأفلام البلورية السائلة الكوليسترية ، نقوم بإنشاء نظام يتحد بشكل انتقائي للضوء المستقطب الدائري ، ويوجهه إلى دليل الموجة الزجاجية بزوايا شديدة الانحدار ،” يقول المهندس البصري ديوي تشانغ.

في الاختبارات التي تستخدم ضوء الليزر الأخضر – تم التقاط لون العيون البشرية الأكثر حساسية – 38.1 في المائة من الطاقة المتاحة وتحويلها ، وهو الحد الأقصى المحتمل للتكنولوجيا. في الاختبارات باستخدام الظروف الأكثر واقعية وطيف الضوء الكامل ، كانت الكفاءة الإجمالية 18.1 في المائة.

تمكن الباحثون بالفعل من تطوير نموذج أولي بحجم 1 بوصة باستخدام الطلاء ، والذي يجمع ما يكفي من الطاقة لتشغيل مروحة صغيرة. قم بتوسيع نطاق ما يصل إلى نافذة بالحجم الكامل ، ويمكن أن تكون كمية كبيرة من الكهرباء قد يتم توليدها.

نظرًا لأن الطلاء يمكن تطبيقه على النوافذ العادية ، دون أن يكون الكثير في طريقة التعديل ، يأمل الفريق في أن يكون هذا قابلاً للتطبيق تجاريًا – على الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يجب القيام به قبل حدوث ذلك.

يقول الباحثون إنه يمكن القيام بالمزيد لتحسين الاستقرار وتصنيع الطلاء ، ويجب تحسين كفاءة تحويل الطاقة أيضًا – إجمالي كمية الواردة طاقة شمسية هذا في الواقع يجعلها في الكهرباء القابلة للاستخدام. الآن ، هذا الرقم يقف في أ منخفضة نسبيا 3.7 في المئة.

“لتوسيع نطاق الإنتاج ، يجب مراعاة العديد من التحسينات في المواد والإجراءات”. يكتب الباحثون في الورقة المنشورة.

تم نشر البحث في Minonix.