Výzkumníci v národní laboratoři v Los Alamos hledají způsob, jak změnit obyčejná okna v solární kolektory.
Američtí vědci z Centra pro rozvoj solární fotofyziky zkoumají v národní laboratoři v Los Alamos (Nové Mexiko) způsob, jak využít obyčejná okna a změnit je v solární kolektory. Jdou na to přes propojení unikátních vlastností kvantových bodů, jak informoval portál Breakingenergy.com.
Výhody solární energie jakou čistého a obnovitelného zdroje energie jsou zřejmé. Slunečního svitu je dostatek, má nulové náklad a je prakticky věčný. Ačkoli se cena fotovoltaických panelů snižuje a jejich efektivnost naopak roste, určitou výzvou stále zůstává jejich optimální způsob umístění na budovách či jiných stavbách.
Tato otázka motivovala vědce z amerického Los Alamos a italské Univerzity v Miláně-Bicocca k vytvoření týmu, který by se pokusil hádanku rozlousknout. Během práce s kvantovými body bylo dosaženo určitého průlomu v technologii koncentrace slunečního světla, která může změnit obyčejná okna v generátory elektrické energie a přinést revoluční změnu ve způsobu přemýšlení, jak a odkud elektřinu získávat.
Jen si to představme. Pokud by okna dokázala vyrábět elektřinu pro spotřebu v daném místě, spotřebitel by sklidil všechny výhody tohoto druhu „elektrárny“ a prakticky nic by ho to nestálo. Žádné znečištění a jen minimální závislost na přenosové soustavě.
Elektrická síť, jak ji známe dnes, by sloužila jen k vyrovnávání nesouladu mezi kolísáním výroby a spotřeby elektřiny ze solárních panelů. To by vedlo k rapidnímu poklesu emisí skleníkových plynů. Okna coby solární panely by také byly prakticky nezaznamenatelná, respektive nikdo by si nevšiml, že obyčejná okna vyrábí proud a nikoho by to tedy neobtěžovalo.
Kvantové body, vyrobené z materiálu, emitujícího světlo, to dokáží zařídit. Jako nanokrystaly s délkou jedné miliardtiny metru, doslova obcházejí mechanické zákony. Své vlastnosti získávají po laboratorních úpravách. Kvantové body dokáží absorbovat světlo jedné vlnové délky a přeměnit je ve světlo jiné vlnové délky a poté je emitovat. Větší kvantové body emitují světlo v červeném spektru, zatímco menší v zeleno-modrém spektru.
Když vědci nastaví velikost bodů na potřebnou míru, umí docílit požadované vlnové délky. Takto upravené kvantové body pak mohou být integrovány do průhledné plastové fólie, která vytváří určitý vlnový systém. Kvantové body poté absorbují sluneční světlo a přeměňují je na takovou vlnovou délku, která nejvíce vyhovuje fotovoltaickým panelům. Poté energie dopadá přesně na solární jednotky, které jsou instalovány v krajích oken, a vyrábí elektřinu.
Teoreticky to zní krásně, ale vědecký tým musel řešit několik problémů, které se objevily již dříve. Šlo například o praktické zkoušky takové technologie, nebo nalezení vhodných materiálů, které by navíc nezatěžovaly životní prostředí. Tým si prošel hledáním způsobu, jak a z čeho kvantové body vyrobit. Vyzkoušel také měď, indium, selen nebo síru, a také kompozity bez obsahu toxických kovů.
Nová metoda, která byla vyvinuta Univerzitou v Miláně, zasazuje kvantové body do průhledného materiálu, v němž absorbují světlo napříč celým spektrem. Zpět emitují infračervené světlo, které je vhodné pro většinu solárních panelů, založených na využití křemíku, navíc lidským okem neviditelných. Obyvatelé místnosti zaznamenají jen nepatrný tónovací efekt, podobně jako u oken, která se používají při zmírnění teplotních dopadů slunečního záření na obydlí.
Přeměna oken v solární kolektory je převratnou technologií, která může znamenat revoluci ve výrobě elektrické energie a její spotřeby. Může také přispět k nízkouhlíkové budoucnosti. Jednoho dne budou nejrůznější budovy (od obyčejných domů až po mrakodrapy) schopny vyrábět velkou část elektřiny pro svou potřebu díky sluneční svit koncentrující okna.
Pokud by tato nová technologie byla aplikována na všechny mrakodrapy, tvořící World Trade Center v New Yorku, okna by mohla napájet elektřinou více než 350 bytů. Jak je vidět, nanotechnologie budou mít stále více prostoru v nejrůznějších oborech lidské činnosti.
-usi-
