V době, kdy se hledají nové zdroje čisté a obnovitelné energie, vědci přicházejí s revolučním nátěrem, který by mohl proměnit běžná okna v efektivní solární panely. Nová technologie by tak mohla potenciálně nahradit alespoň částečně velké plochy pokryté černými solárními panely. A pokud by se rozšířila na všechna dostupná okna na světě, mohla by nabídnout terawatty zelené energie.
Nový průhledný nátěr vyvinuli vědci z čínské Nanjing University. Ten lze aplikovat na jakékoliv běžné okno, které i poté zůstane průhledné, ale přemění se na solární panel. Technicky se nátěr nazývá „bezbarvý jednosměrný difrakční solární koncentrátor“ (CUSC). Tato vrstva odkloní určitou část světelného spektra ke stranám skleněného panelu, kde ji promění připevněné fotovoltaické články na elektřinu, zatímco zbytek světla projde oknem, uvádí Science Alert.
„Design CUSC je krokem vpřed v integraci solární technologie do zastavěného prostředí bez kompromisů na estetice. Představuje praktickou a škálovatelnou strategii pro snižování uhlíkové stopy a energetickou soběstačnost,“ říká o nové technologii optický inženýr Wej Chu.
Lepší než současná technologie
Podle vědců nový nátěr překonává dosavadní možnosti co do průhlednosti skla, škálovatelnosti a účinnosti. Propouští totiž 64,2 procenta viditelného světla a zachovává 91,3 procenta barevné přesnosti. Je vyroben z takzvaných cholesterických tekutých krystalů (CLC), přičemž díky vrstvení různých typů CLC dokáže povlak zachytit celé spektrum světla.
Klíčový je fakt, že technologie zachytává určitou část spektra světla, kterou přesměruje k výrobě energie. Zbytek dál prochází, takže okno zůstává průhledné a plní svou běžnou funkci. „Úpravou struktury vrstev tekutých krystalů jsme vytvořili systém, který selektivně odklání potřebnou část světla a navádí ji pod strmým úhlem do vlnovodu,“ vysvětluje optický inženýr Te-wej Čang.
Budoucí potenciál
Při testech se zeleným laserovým světlem – tedy barvou, na kterou je lidské oko nejcitlivější – se podařilo zachytit a přeměnit 38,1 procenta dostupné energie, což představuje velmi vysoký potenciální strop této technologie. Při realističtějších testech s celým světelným spektrem dosáhla celková účinnost 18,1 procenta.
Vědcům se už dokonce podařilo vytvořit malý funkční prototyp o velikosti 2,5 centimetru, který vyrobí dostatečné množství energie k napájení malého ventilátoru. Ovšem pokud by se uvedená technologie zvětšila na rozměry běžného okna, mohla by generovat podstatně více elektřiny.
A protože lze povlakaplikovat na standardní okna bez zásadních úprav, výzkumný tým věří v jeho komerční využitelnost, i když do té doby zbývá ještě hodně práce. Podle vědců je ještě třeba zlepšit stabilitu nátěru i výrobní procesy, stejně jako zvýšit účinnost přeměny, tedy podíl sluneční energie, který se transformuje na elektřinu. V současnosti totiž tato hodnota činí pouze 3,7 procenta, uvádějí autoři studie, která byla publikována v časopise PhotoniX.
