Ученые НИЯУ МИФИ предложили применять коллоидные наночастицы нитрида титана (TiN) для получения тепла в солнечных коллекторах прямого поглощения. Разработка повысит термический КПД накопителей на 80% по сравнению с аналогами на основе наночастиц золота. Это открывает новые перспективы для развития солнечной энергетики.
Исследователи считают солнечную энергию одним из наиболее перспективных возобновляемых источников энергии. Обычно для получения электричества применяются солнечные панели. Но есть и другие устройства для использования солнечной энергии. Например, солнечный коллектор прямого поглощения — устройство, в котором специальная жидкость нагревается под действием солнечного света.
В качестве жидкости обычно используются вода, этиленгликоль или другие органические растворители. Но сами по себе они прозрачны в большей части солнечного спектра и плохо поглощают это излучение, поэтому для усиления поглощения к ним нужно что-то добавить. Обычно добавляются так называемые плазмонные материалы, классическими представителями которых являются золото или серебро. Однако, помимо высокой стоимости, такие добавки отличаются не очень высокой эффективностью.
«Мы предложили добавить в жидкость наночастицы нитрида титана (TiN), который примерно в тысячу раз дешевле, чем золото. Этот материал хорош тем, что у него очень широкая полоса поглощения, он поглощает практически весь солнечный спектр, который доходит до Земли. Примерно 1/5 стандартной капли этого вещества на литр жидкости при толщине ее слоя в 1 сантиметр достаточно, для того чтобы поглощать 95% солнечного излучения, которое доходит до поверхности Земли»
научный сотрудник лаборатории БиоНаноФотоники ИФИБ НИЯУ МИФИ Антон Попов.
В то же время синтез стабильных наножидкостей (коллоидных растворов) на основе наночастиц TiN остается очень сложной задачей: чтобы выдерживать суровые условия солнечных коллекторов прямого поглощения, наножидкости должны эффективно поглощать солнечный свет, при этом хорошо греться и вещество не должно выпадать в осадок во время работы.
Термический КПД солнечных коллекторов прямого поглощения с использованием наножидкости на основе наночастиц TiN на 80% выше по сравнению с аналогами на основе наночастиц золота.
В будущем исследователи планируют изучить возможности применения других материалов в солнечных коллекторах прямого поглощения. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Solar Energy Materials and Solar Cells.
Ранее +1Платформа рассказывала, что ученые Южного федерального университета разработали нанобиоуголь для сохранения и восстановления почвы. Инновация может внести серьезный вклад в обеспечение продовольственной безопасности в стране.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.
Свежие комментарии