Boston - Vědci v Massachusettském technologickém institutu si položili otázku, jak zmenšit nekonečné lány solárních panelů. Vynalezli „nanotechnologický trychtýř“. Funguje podobně jako trychtýř klasický. Když jej podržíte na dešti, dokážete pochytat padající kapky vody na větší ploše a svést je do úzké trubičky. Při pokusech se v novém objevu daří koncentrovat paprsky až stokrát lépe, než bylo dosud běžné.
„Skutečně je to velmi dobré přirovnání: představte si, že fotony jsou přesně jako ty dešťové kapky. Jen jde o malé balíčky světla. A trychtýř je dokáže pochytat a pak soustředit na jedno malé místo. Pokud máte v tom bodě fotovoltaický detektor, dokážete jeho výkon významně zvýšit,“ upozornil Michael Strano z katedry chemického inženýrství v Bostonu.
Malé antény – energetický zázrak
Solární panely nové generace by tak mohly být menší a zároveň daleko efektivnější. Základní princip ovšem zůstává stejný, pochytané fotony se přeměňují v elektřinu. V bostonských laboratořích se ukázalo, že při lovu částic se dají využít nanotechnologie, konkrétně uhlíkové nanotrubice. Pak stačí kovové vlákno a mravenčí práce. Tímto způsobem vzniknou jakési malé antény.
Stačí je pak rozesít na solární panely a výkonnost bude zaručena. „Sluneční záření dopadá na nanotrubici, která má několik vrstev z různých materiálů. Foton jimi prostupuje a dostane se až k jádru – tedy ke kovovému vláknu. Právě odtud je vyzařováno dál ve vlnové délce, která je pro tohle prostředí specifická. Dá se říct, že jsme tak světlo prostorově a energeticky usměrnili,“ vysvětlila členka výzkumného týmu Geraldine Paulusová
Pomohla náhoda
Při pokusech s uhlíkovými nanotrubicemi a kovovým vláknem začala trubice zářit. „Jednou jsme si všimli, že je vlákno fluorescentní. Analyzovali jsme vlnovou délku toho světla a jeho intenzitu,“ uvedla Paulusová. Vědcům bylo jasné, že dokáží ovlivňovat energetickou hladinu ve fotonech. Vhodně zvoleným prostředím, kterým fotony prostupují, se omezí energetické ztráty. Nyní činí podle výzkumného týmu 13 %, ale dají se údajně snížit až na pouhé jedno procento.
Experti vidí šanci v tom, že zúží jednotlivá pásma, kterými fotony putují. Je tedy potřeba ještě pracovat na konstrukci nanotrubic. „Místo toho, abyste měli plnou střechu velkých, ale zároveň křehkých silikonových panelů, postačí vám mnohem menší zařízení. Jednou bude možná z plastu. K němu připojíte solární koncentrátor. Tahle věc také pomůže inženýrům vymýšlet mnohem velkorysejší fotovoltaické projekty,“ zdůraznil Strano.
V laboratoři nanotrubice fungují výborně, v terénu je však ještě nikdo nevyzkoušel. Výzkumná skupina docenta Strana počítá s tím, že jejich antény bude možné prozatím upevnit i na současné solární panely. Až pak přijde čas na nové hračky.
