Исследователи разработали материал, который работает как люминесцентный концентратор солнечной энергии и может даже применяться для текстиля.
Использование уличной одежды для накопления солнечной энергии
Исследователи разработали материал, который работает как люминесцентный концентратор солнечной энергии и может даже применяться для текстиля. Это открывает многочисленные возможности для производства энергии непосредственно там, где она необходима, то есть при использовании бытовой электроники.
Сейчас мы постоянно зависим от источника питания для зарядки наших смартфонов, планшетов и ноутбуков. В будущем розетки (по крайней мере, для этой цели), возможно, устареют. Тогда электричество будет исходить от нашей собственной одежды. С помощью нового полимера, который наносится на текстильные волокна, куртки, футболки и тому подобное могут вскоре функционировать как солнечные панели и, следовательно, как мобильный источник энергии.
В солнечной промышленности уже используются материалы, способные использовать непрямой или рассеянный свет для выработки энергии. Эти материалы содержат специальные люминесцентные материалы и называются «люминесцентными солнечными концентраторами» или сокращенно LSC. Люминесцентные материалы в LSC улавливают рассеянный окружающий свет и передают его энергию действительному солнечному элементу, который затем преобразует свет в электрическую энергию. Однако в настоящее время LSC доступны только в виде жестких компонентов и непригодны для использования в текстильных изделиях, поскольку они не являются гибкими и не проницаемыми для воздуха и водяного пара. Междисциплинарной исследовательской группе под руководством Лучано Бозеля из Лаборатории биомиметических мембран и текстиля теперь удалось объединить несколько из этих люминесцентных материалов в полимер, который обеспечивает именно такую гибкость и воздухопроницаемость.
Известный полимер со сложными свойствами
Этот новый материал основан на амфифильных полимерных ко-сетках, сокращенно APCN, полимере, который давно известен в исследованиях и уже доступен на рынке в форме силикон-гидрогелевых контактных линз. Особые свойства полимера - проницаемость для воздуха и водяного пара, а также гибкость и стабильность - также полезны для человеческого глаза и основаны на особых химических свойствах. «Причина, по которой мы выбрали именно этот полимер, заключается в том, что мы можем объединить два несмешивающихся люминесцентных материала в наномасштабе и позволить им взаимодействовать друг с другом. Конечно, существуют и другие полимеры, в которые эти материалы могут быть интегрированы; но это привело бы к агрегации, и поэтому производство энергии было бы невозможным », - объясняет Бозель.
Яркие солнечные концентраторы для одежды
В сотрудничестве с коллегами из двух других лабораторий Empa, Thin Films, Photovoltaics и Advanced Fibers, команда Boesel добавила два разных люминесцентных материала к гелевой ткани, превратив ее в гибкий солнечный концентратор. Как и в случае крупных (жестких) коллекторов, люминесцентные материалы улавливают гораздо более широкий спектр света, чем это возможно с помощью обычных фотоэлектрических элементов. Новые солнечные концентраторы можно наносить на текстильные волокна, при этом ткань не становится хрупкой и склонной к растрескиванию или накоплению водяного пара в форме пота. Солнечные концентраторы, которые носят на теле, дают огромное преимущество для постоянно растущего спроса на энергию, особенно для портативных устройств.
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/10/201022123123.htm