Сотрудники Института теплофизики имени Кутателадзе СО РАН изучили наножидкости на основе углеродных наночастиц для применения в солнечных коллекторах. Теперь получать энергию станет намного проще и эффективнее.
Наножидкости — наиболее подходящие материалы со способностью поглощения солнечного света и высокой теплопроводностью. Сегодня возобновляемые источники энергии, в том числе и солнце, вызывают все больший интерес. Важную роль в использовании солнечного света играют наножидкости — жидкости с равномерно распределенными наночастицами. Они способны активно поглощать и передавать солнечное излучение и эффективно преобразовывать его в полезную энергию.
За последние десятилетия опубликовано немало результатов исследований наножидкостей, в том числе и их применение в солнечных коллекторах. Традиционно тепло поглощается в солнечных коллекторах от нагретой поверхности, однако это не самый эффективный метод. Наножидкости могут поглощать солнечное излучение во всем спектральном диапазоне. Одновременно они могут накапливать и передавать тепло. Важно, что такие жидкости стабильны, а значит, сохраняют свои полезные свойства, не выпадая в осадок. Однако для коллектора подходит не всякая наножидкость.
Исследователям из Института теплофизики удалось получить и исследовать наножидкости на основе углеродных наноматериалов, которые обладают наилучшим набором параметров. Для их изучения использовали спектрофотометры, которые при облучении образцов позволяют анализировать спектры пропускания, поглощения и отражения во всем диапазоне, от инфракрасных лучей до ультрафиолета. Среди углеродных частиц разной формы (сферические наночастицы, углеродные нанотрубки и графеновые хлопья) лучше всего проявили себя графеновые сферы.
«Углеродные материалы не смачиваются жидкостями, и их стабилизация в наножидкостях — непростая задача. Ее решение позволит одновременно использовать преимущества углеродных материалов и жидкостей», — пояснила изданию «Наука в Сибири» кандидат физико-математических наук Марина Морозова.
Ученые поделились, что работают над новыми типами наножидкостей, которые могут пропускать свет в спектральном диапазоне для фотовольтаики и поглощать энергию света в остальном диапазоне, тем самым повышая эффективность в гибридных (фотоэлектрических тепловых) коллекторах, сочетающих как фотоэлектрические солнечные элементы, так и солнечные тепловые коллекторы.
Это не окончание исследований: наножидкости могут использоваться и в других сферах, например, в охлаждающих системах микроэлектроники, электрохимических системах накопления электроэнергии, обработке текстильных материалов, биологии, медицине и прочее.
