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.
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.
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.
##seznam_reklama##
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