Ştiinţa care se ocupă de conversia luminii solare în energie electrică datează de mai bine de un secol. Cu toate acestea, se caută neîncetat noi metode pentru a face din acest proces unul mai eficient şi mai convenabil.
"Procesul nu implică numai cunoştinţe fundamentale de fizică şi chimie, în unele cazuri chiar şi de biologie, ci prezintă şi provocări serioase în materie de inginerie", spune Brian Korgel, specialist în chimia materialelor nanostructurale şi profesor la Universitatea din Texas cu sediul în Austin.
"Domeniul ingineriei chimice avea cândva reputaţia de a fi foarte conservator. Odată ce-ţi luai diploma, urma să lucrezi într-o uzină chimică şi să porţi o cască de protecţie sau în cadrul unei mari rafinării", spune Korgel.
Aceasta nu mai este singura opţiune astăzi. "Acum, cu ajutorul unor produse chimice noi, precum materialele nanostructurale, cei din branşă încearcă să realizeze noi tehnologii pentru diversificarea surselor de energie. Ne folosim de chimie pentru a obţine materiale ce nu pot fi create altfel", spune în continuare Korgel, care, alături de echipa sa, lucrează la un proiect susţinut de Fundaţia Naţională pentru Ştiinţă din SUA, dedicat unui nou tip de celule solare: flexibile, uşoare, eficiente şi accesibile.
"Provocarea constă în a obţine o rată mai bună de conversie a radiaţiei solare în energie electrică. De exemplu, gradul de eficienţă al unei celule fotovoltaice obişnuite este de maxim 30 la sută. Prin urmare, cu o celulă fotovoltaică impecabil realizată nu poţi obţine un grad de eficienţă mai mare", explică Korgel.
În prezent, procesul de fabricaţie al celulelor solare cu un grad de eficienţă apropiat de cel menţionat presupune temperaturi ridicate, laminare în vacuum şi se face cu costuri foarte mari. Metoda bazată pe nanotehnologie, dezvoltată de Korgel şi echipa sa, este total diferită.
"Ceea ce facem noi acum, în cadrul acestui grup de cercetare, este să realizăm nanocristale dintr-un amestec anorganic alcătuit din patru elemente chimice: cupru, indiu, galiu şi seleniură (CIGS). Particulele sunt apoi dizolvate într-un solvent şi obţinem un fel de cerneală sau vopsea", spune Korgel.
Această "vopsea" solară va avea aceleaşi proprietăţi ca şi panourile fotovoltaice de pe acoperişurile clădirilor sau din „fermele solare” care se găsesc pe tot globul. Ea poate fi pulverizată atât pe suprafeţe de plastic sau sticlă, cât şi pe suprafeţe textile, pentru captarea luminii.
”Aşadar, am creat metode complet noi de aplicare a unor straturi chimice anorganice care captează lumina şi devin celule solare şi încercăm să obţinem acest lucru la costuri de producţie mult mai mici.”
Înainte ca energia solară să reprezinte un lucru banal, vor trebui depăşite multe obstacole, cum ar fi gradul de eficienţă a celulelor solare bazate pe materiale nanostructurale. Este esenţială îmbunătăţirea randamentului de conversie a luminii în energie electrică şi în funcţie de zona de pe glob unde se doreşte trecerea treptată la energia solară.
Un alt obstacol este reprezentat de materia primă necesară pentru fabricarea acestei tehnologii la scară largă. Nu toate materialele CIGS sunt ieftine sau uşor de obţinut.
Korgel şi echipa sa analizează, de asemenea, şi aplicaţiile medicale ale materialelor nanostructurale. "Au proprietăţi unice. Pot fi fluorescente şi emite lumină sau pot interacţiona magnetic. De asemenea, expuse la lumină, ele pot genera căldură. Aşadar, ne putem folosi de toate aceste proprietăţi unice. Sunt atât de mici încât pot fi introduse în fluxul sanguin şi pot ajunge la organe", spune Korgel.
De exemplu, o nanosondă ar putea identifica o celulă canceroasă. Apoi ar putea elibera în sânge medicamentul necesar pentru a o distruge. "Ar fi o mare realizare să inventăm o unitate microscopică care să recunoască diverse de tipuri de cancer sau alte boli şi să administreze tratamentul indicat", a explicat Korgel. Sursa: rador.ro
