Mikrokulička o průměru 2,1 mikrometrů. Kredit: Rho et al. (2026), ACS Applied Materials & Interfaces.

V každou chvíli žhaví povrch naší planety 89 tisíc TW slunečního záření. S našimi solárními technologiemi sice děláme pokroky, ale stále nedovedeme využít plný potenciál slunečního spektra. Důvodem je především to, že současné technologie nezvládnou absorbovat v plné šíři ultrafialové, viditelné a infračervené záření.

Seungwoo Lee (vlevo). Kredit: KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology.

Tým jihokorejské KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology v Soulu nedávno dokázal prolomit toto omezení s využitím samoorganizujících shluků zlatých nanokuliček, kterým Seungwoo Lee a jeho kolegové říkají plazmonické koloidální mikrokuličky (plasmonic colloidal supraballs). S nimi je možné vytěžit téměř celé využitelné spektrum slunečního záření.

Sluneční záření dopadající na zemský povrch představuje zhruba ze 3-5 procent ultrafialové záření, 40-45 procent viditelné a 50-55 procent infračervené záření. Solární články typicky využívají viditelné záření a část blízce infračerveného záření. Zbytek, což představuje stále hodně energie, nevyužijí. Podobné omezení platí pro solární a termální kolektory tepla.

Logo. Kredit: KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology.

Technologie mikrokuliček zlata je založená na koloidální suspenzi nanočástic zlata, které se samovolně uspořádávají po tisícovkách do kuliček mikrometrové velikosti čili zmíněných „mikrokuliček.“ Pak se roztok s mikrokuličkami nanese na keramický povrch termoelektrického generátoru, kde vytvoří hustý film, který absorbuje velkou část dopadajícího slunečního záření.

V současnosti již existují podobné filmy z nanočástic zlata. Často ale jen omezeně absorbují sluneční záření, mají problém s úhlem dopadajícího záření, poškozuje je teplo a bývají dost nákladné. Mikrokuličky využívají rezonance na povrchu nanočástic i v rámci mikrokuliček jako celku a díky nim absorbují fotony ultrafialového, viditelného a blízce infračerveného záření, přičemž podstatnou část jejich energie přemění na teplo.

Technologie mikrokuliček je navržená především pro termální solární systémy nebo hybridní fotovoltaické-termální systémy. Její výhodou je jednoduchá výroba i použití, stejně jako to, že je pohodlně kompatibilní s již existujícími komerčními systémy.

Video: Seungwoo Lee's talk on Chiro-Optics

Literatura

New Atlas 23. 2. 2026.

ACS Applied Materials & Interfaces 18: 2523–2537.