Cercetătorii au descoperit materialul care poate curăța aerul cu ajutorul luminii soarelui. Cum ar putea schimba energia viitorului
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
O echipă de cercetători din Japonia a creat un material solid capabil să transforme lumina obișnuită a soarelui în radiație ultravioletă de înaltă energie. Descoperirea ar putea deschide drumul unor tehnologii care să curețe aerul, să reducă consumul de energie în industrie și să folosească mai eficient energia solară, potrivit unui studiu publicat în revista Nature Communications, citat de Interesting Engineering.
Cuprins:
Cum funcționează materialul care poate curăța aerul cu ajutorul luminii soarelui
Cercetătorii de la Universitatea Kyushu au dezvoltat un material bazat pe semiconductori organici, proiectat astfel încât să controleze cu mare precizie distanța dintre molecule. Practic, sistemul folosește un fenomen cunoscut în fizică sub numele de „conversie ascendentă a fotonilor”. În acest proces, energia a doi fotoni de lumină vizibilă este combinată pentru a produce un singur foton ultraviolet, cu o energie mai mare.
Deși fenomenul este cunoscut de mulți ani, realizarea lui eficientă într-un material solid și în condiții de lumină naturală a reprezentat până acum o provocare majoră pentru oamenii de știință. Noul material a reușit să atingă o eficiență de conversie de aproximativ 1,9% folosind exclusiv lumina soarelui.
Lumina obișnuită a soarelui poate fi transformată în raze UV
Radiația ultravioletă are numeroase utilizări industriale și medicale. Ea este folosită pentru purificarea aerului și a apei, întărirea rășinilor utilizate în imprimarea 3D, sterilizare, dar și în diverse procese chimice. Până acum, multe dintre aceste procese necesitau surse artificiale de lumină UV, care consumă cantități importante de energie.
Noul material ar putea permite, în viitor, alimentarea unor astfel de procese direct cu ajutorul luminii solare.
„Prin controlul atent al structurii moleculare am reușit să obținem o conversie eficientă a luminii în stare solidă, în condiții apropiate de cele reale”, au explicat cercetătorii.
O problemă pe care oamenii de știință încearcă să o rezolve de peste un deceniu
Până acum, conversia luminii vizibile în lumină ultravioletă funcționa cel mai bine în soluții lichide, unde moleculele se pot deplasa liber. Aceste sisteme au însă numeroase dezavantaje: sunt instabile, se degradează mai ușor și necesită adesea utilizarea unor solvenți toxici.
Noua abordare elimină aceste probleme, deoarece folosește un material solid, mai stabil și mai ușor de integrat în aplicații practice. Cercetătorii spun că descoperirea este rezultatul a peste zece ani de cercetări dedicate conversiei fotonice și au depus deja o cerere de brevet pentru noua tehnologie.
În viitor, noul material ar putea fi utilizat în sisteme de purificare a aerului alimentate direct de lumina soarelui, în procese industriale cu consum redus de energie, în fotocataliză sau în tehnologii de imprimare 3D. Oamenii de știință speră că dezvoltarea acestei tehnologii va permite valorificarea unei părți mult mai mari din energia solară și va contribui la apariția unor procese industriale mai eficiente și mai puțin poluante.
