Новый материал из дерева хранит солнечное тепло и вырабатывает ток ночью

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Исследователи разработали способ преобразования обработанной древесины в систему солнечной энергетики, которая накапливает тепло днем и продолжает вырабатывать электричество ночью. Материал получен путем химической модификации структуры пробкового дерева на наноуровне и может работать независимо от наличия солнечного света.

В основе разработки лежит использование пробкового дерева благодаря его внутренней структуре, состоящей из микротрубочек шириной 20-50 микрометров. Исследователи удалили из древесины лигнин, увеличив ее пористость более чем на 93 процента, и обнажили сеть реактивных поверхностей внутри каналов. Стенки этих каналов покрыли ультратонкими листами черного фосфорина — материала, поглощающего солнечное излучение в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном спектрах и преобразующего его в тепло.

Защитный слой из дубильной кислоты и ионов железа предотвращает разложение фосфорина на воздухе и одновременно улучшает поглощение света. Материал с таким покрытием оставался стабильным даже после 150 дней воздействия солнечных лучей. Наночастицы серебра, добавленные в состав, усиливают поглощение света за счет плазмонного эффекта, а углеводородные цепочки на поверхности придают материалу водоотталкивающие свойства с углом смачивания 153 градуса.

Автор: wavebreakmedia_micro Источник: ru.freepik.com

Поры древесины заполнены стеариновой кислотой — веществом, способным к фазовым переходам. При нагревании оно плавится и накапливает энергию, а при охлаждении затвердевает и выделяет тепло. Когда солнечный свет попадает на материал и нагревает его, расплавленная стеариновая кислота сохраняет энергию. После того как свет исчезает, накопленное тепло постепенно высвобождается, поддерживая разницу температур в термоэлектрическом генераторе.

Древесина накапливает около 175 килоджоулей тепла на килограмм и преобразует 91,27 % поступающего солнечного света в полезное тепло. При стандартном освещении система вырабатывает до 0,65 вольта. После 100 циклов нагрева и охлаждения характеристики материала практически не изменились. Материал не воспламеняется и самозатухает в течение двух минут, его антимикробная поверхность препятствует размножению бактерий, которые могут снизить производительность при использовании на открытом воздухе.

Исследователи подчеркивают, что древесина в этой конструкции выполняет не только роль несущего элемента, но и поглощает солнечный свет, накапливает тепло и защищает сама себя. Благодаря отсутствию высокотемпературной карбонизации материал сохранил свойства, необходимые для дальнейшей обработки. На следующем этапе исследователям предстоит подтвердить возможность масштабирования системы в промышленных условиях и обеспечить необходимый уровень выработки энергии.

Источник: Interestingeng Iineering

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Чем запомнился цветной телевизор Рубин Ц‑266Д и почему его называли лимузин

Сейчас большим телевизором трудно удивить, но в советское время было по другому. Цветной телевизор «Рубин Ц-266Д», выпущенный в 1984 году, запомнился как один из самых статусных и технически...

Обзор бюджетных беспроводных наушников HAYLOU FlowLoop S33: активное шумоподавлением, эквалайзер, и до 100 часов воспроизведения музыки на одном заряде

Haylou FlowLoop S33 — доступные по цене наушники, способные без подзарядки воспроизводить звук до 100 часов, а также обладающие настраиваемым эквалайзером и активным шумоподавлением....

Ученые утвердили отмену високосных секунд с 2027 года: как теперь будут работать мировые часы

В середине октября в Версале состоялось заседание Международного бюро мер и весов. Представители 69 государств приняли решение отказаться от использования високосных секунд. Начиная с 20 мая...

Почему белый медведь иногда отступает перед гризли, хотя сам значительно крупнее

Белый медведь заметно превосходит северного гризли по размерам. Взрослый самец может весить 400-500 килограммов, тогда как гризли в северных районах Аляски нередко весит около 180 килограммов....

Почему у человека нет хвоста: как потеря органа 25 миллионов лет назад помогла нам встать на ноги

У большинства современных млекопитающих есть хвост. Рыбы используют его для поступательного движения вперед, птицы управляют с его помощью направлением полета, а наземные животные применяют этот...

В Музее Тропинина «ввели» крепостное право

Ввели, конечно, исключительно в художественном смысле: новая выставка «Крепостные самородки» анализирует феномен уникальных талантов, напрочь лишенных прав.Сегодня уже не всегда припоминается, что...