Naučnici sa Univerziteta u Ročesteru razvili su novu vrstu solarnog termoelektričnog generatora koji je čak 15 puta efikasniji od dosadašnjih uređaja. Umesto da unapređuju poluprovodničke materijale, što je bila praksa decenijama, fokusirali su se na poboljšanje toplotnih svojstava samog uređaja – na način na koji se toplota upija, zadržava i odvodi. Rezultat je uređaj sposoban da proizvodi znatno više energije i pruži praktične primene poput napajanja LED sijalica.
Za razliku od klasičnih solarnih panela, koji koriste fotonaponske ćelije, solarni termoelektrični generatori (STEG) koriste temperaturnu razliku između tople i hladne strane da bi stvarali električnu energiju, oslanjajući se na tzv. Zeebeckov efekat. Međutim, njihova slaba tačka bila je niska efikasnost – najčešće ispod 1% iskorišćenosti sunčeve energije, dok savremeni paneli u domaćinstvima postižu i do 20%.
Tim sa Ročestera uspeo je da taj problem prevaziđe na tri načina. Na toploj strani uređaja primenjena je tehnologija „crnog metala“, kojom se obični volfram laserski obrađuje u nanoskopskim razmerama, što mu omogućava da selektivno upija sunčeve zrake i smanji gubitak toplote. Preko tog sloja postavljena je providna plastika, koja stvara efekat staklene bašte i dodatno povećava temperaturu. Na hladnoj strani, naučnici su laserski oblikovali aluminijum tako da postane znatno efikasniji hladnjak, sposoban da duplira uobičajenu sposobnost odvođenja toplote.
„Ono što je godinama predstavljalo barijeru u istraživanju sada smo prevazišli fokusirajući se na krajnje strane uređaja, a ne na poluprovodnike,“ objašnjava profesor Čunlei Guo, vođa istraživanja. „Kombinovanjem boljeg hvatanja i zadržavanja toplote na jednoj strani i boljeg hlađenja na drugoj, postigli smo neverovatan napredak.“
Potencijal nove tehnologije nadilazi laboratorijske demonstracije. Osim što može efikasno da napaja sijalice, ovakvi generatori mogli bi se koristiti i za bežične senzore u Internetu stvari, za nosive uređaje ili kao pouzdani izvori energije u udaljenim područjima bez pristupa mreži. Naučnici ističu da je reč o koraku koji bi mogao da približi termoelektrične generatore široj upotrebi u obnovljivim izvorima energije.
Detalji istraživanja objavljeni su u časopisu Nature – Light: Science and Applications.
Foto: tawatchai07/Freepik
