Cu toții ne dorim energie solară non-stop. O echipă de cercetători din China a dezvoltat un lemn special care poate stoca energia solară și o poate elibera chiar și pe timpul nopții. Invenția ar putea revoluționa modul în care folosim energia regenerabilă, depășind una dintre principalele limitări ale panourilor solare tradiționale.
Cum funcționează lemnul solar
Problema principală a panourilor solare este că nu produc energie pe timpul nopții. Cercetătorii chinezi au găsit o soluție ingenioasă. Au creat un material multifuncțional, capabil să absoarbă lumina solară, să o stocheze sub formă de căldură și să o elibereze ulterior, generând electricitate.
Procesul implică modificarea structurii interne a lemnului de balsa, de la nivel nano până la micro. În primul rând, cercetătorii au îndepărtat lignina, substanța care „leagă” fibrele lemnului, creând o structură poroasă. Canalele microscopice rezultate au fost apoi umplute cu foi subțiri de fosforenă neagră, un material care absoarbe lumina solară și o transformă în căldură. Pentru a proteja fosforena de degradare, a fost adăugat un strat protector pe bază de acid tanic și ioni de fier. Ulterior, au fost adăugate nanoparticule de argint pentru a amplifica captarea luminii, iar la final, un strat hidrofob pentru rezistență la intemperii.
Eficiența și performanța materialului
După prepararea structurii de balsa, aceasta a fost impregnată cu acid stearic, o ceară de origine biologică. Acidul stearic este cheia stocării căldurii. Materialul se topește și acumulează energie când este încălzit, iar când se răcește, se solidifică și eliberează energia stocată.
Un aspect important al eficienței acestui material este modul în care căldura se propagă: de-a lungul fibrei lemnului, nu transversal. Astfel, transferul către un generator extern, care transformă căldura în electricitate, este mult mai rapid. Testele au arătat o eficiență fototermică de 91,27%, ceea ce înseamnă că aproape toată lumina absorbită este convertită în căldură utilă. Materialul a reușit să stocheze 175 de kilojouli de energie per kilogram și a produs până la 0,65 volți, conectat la un generator termolectric.
Avantajele lemnului solar
Pe lângă performanța energetică, lemnul solar prezintă și alte avantaje. S-a dovedit rezistent la factori externi precum focul, bacteriile și ciupercile. Stratul hibrid implementat a redus rata de eliberare a căldurii și cantitatea totală de căldură degajată, crescând siguranța în utilizare. Cercetătorii consideră că această inovație oferă o platformă promițătoare pentru captarea energiei solare termice, cu un impact pozitiv asupra mediului.
