Naukowcy z Lozanny opracowali powłokę, która w zależności od warunków może zarówno absorbować ciepło, jak i je odpychać. Zapobiega to nadprodukcji energii i przegrzewaniu się urządzeń takich jak kolektory słoneczne.
Fot. twicepix / Foter.com / CC BY-SA
Termiczne kolektory słoneczne wykorzystywane są do pozyskiwania ciepłej wody oraz dodatkowego ogrzewania domu. Świetnie sprawdzają się w tej roli zimą, absorbując niewielkie ilości energii słonecznej, jakie są wówczas dostępne. Latem jednak kolektory te przegrzewają się i dostarczają ciepła aż w nadmiarze.
Dotychczas nadprodukcja ta pozostawała nierozwiązanym, ale bardzo poważnym problemem. Latem temperatury, jakie znosić musi kolektor, niejednokrotnie dochodzą do 180°C. Z czasem płynny nośnik ciepła ulega degradacji, a sensory, izolacja termiczna i warstwa absorpcyjna stają się coraz mniej wydajne. Dlatego też idealny kolektor powinien absorbować promieniowanie cieplne tylko do pewnego stopnia, później – odbijać je.
Dobry i zły półprzewodnik
Grupie naukowców kierowanej przez Andreasa Schülera z Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) udało się opracować materiał, który pozwoli na takie działanie paneli słonecznych. Zmienia on właściwości w zależności od temperatury – w niskich temperaturach zachowuje się jak „dobry” półprzewodnik, a w wysokich jak „zły” – w upalne dni pozwala więc kolektorowi pozbyć się nadmiarowej energii poprzez jej wypromieniowanie.
Aby osiągnąć taki efekt, twórcy nowej technologii wykorzystali materiały działające selektywnie – odbijające promieniowanie z zakresu podczerwieni. Zjawisko to udało się połączyć z termochromią, czyli zmianą koloru pod wpływem temperatury, i tym sposobem po przekroczeniu 68°C odcień materiału się zmienia. Optymalizację temperatury przejścia osiągnięto poprzez domieszkowanie. W ten sposób po naniesieniu opisanego materiału na metal uzyskano warstwę, która skutecznie chroni kolektor przed przegrzaniem i ewentualnym uszkodzeniem.
Źródło: pcimag.com
