Ученые создали «идеальный» солнечный абсорбер с помощью лазерной гравировки - «Новости Электроники»

Солнце – самый щедрый источник энергии, но пока люди научились использовать только его часть. Например, в фотоэлектрических элементах заметная доля поглощенной солнечной энергии теряется в виде излучаемого тепла. Недавно исследователи заявили о создании «идеального» солнечного абсорбера, который

Солнце – самый щедрый источник энергии, но пока люди научились использовать только его часть. Например, в фотоэлектрических элементах заметная доля поглощенной солнечной энергии теряется в виде излучаемого тепла. Недавно исследователи заявили о создании «идеального» солнечного абсорбера, который может собирать энергию Солнца с максимальной эффективностью.

Ученые из Университета Рочестера (США) разработали метод селективного поглощения солнечного света. Используя вспышки фемтосекундных лазеров, они наносили на поверхности различных металлов наноразмерные структуры, которые поглощают свет только на длине солнечной волны.

Обычно металлические объекты блестят и очень хорошо отражают свет. Несколько лет назад эта же лаборатория разработала технологию, которая позволяет превращать блестящие поверхности металлов в абсолютно черные. Теперь же ученые решили развить эту идею.

«Чтобы получить идеальный солнечный абсорбер, - говорит Чуньлэй Го, руководитель исследования, - нам нужно больше, чем просто черный металл, и в результате мы выходим на селективный абсорбер».

По словам Го, такая поверхность не только улучшает поглощение энергии солнечного света, но и уменьшает рассеивание тепла волнами с другой длиной. Свою разработку ученые называют «идеальный металлический солнечный коллектор», который также может использоваться как солнечный тепловой электрогенератор.

Исследователи экспериментировали с алюминием, медью, сталью и вольфрамом и обнаружили, что наноструктурная поверхность вольфрама, обычно используемого в качестве основного материала для солнечных абсорберов, отличалась самой высокой эффективностью поглощения света. Такая обработка улучшила КПД генерации тепловой энергии на 130 процентов по сравнению с необработанным аналогом.

Команда ученых также использовала технологию фемтосекундного лазерного травления для производства супергидрофобных (водоотталкивающих) и супергидрофильных (притягивающих воду) металлов. Например, в ноябре 2019 года Го и его коллеги сообщили о создании металлических изделий, которые не тонут, независимо от того, как долго они находятся в воде или насколько они повреждены.

Одним из интересных применений технологии «черных металлов» может стать создание уникальных нано- и микроразмерных структур на поверхности обычной вольфрамовой нити, позволяющей лампе накаливания светиться ярче при том же потреблении энергии.

«Мы направили лазерный луч прямо через стекло лампы и изменили часть поверхности нити. Когда мы зажгли лампу, мы действительно увидели, что этот участок был явно ярче, чем остальная нить», - сказал Го.