Inovație din China: Coating-ul pentru ferestre care transformă lumina solară în energie

O nouă tehnică dezvoltată de cercetătorii chinezi promite să revoluționeze utilizarea energiei solare, transformând ferestrele clădirilor în surse de energie, o soluție ideală mai ales pentru clădirile înalte.

Oamenii de știință de la Universitatea Nanjing din China au creat o metodă inovatoare prin care energia solară poate fi captată folosind un strat translucid aplicat pe sticlă. Acest strat dirijează lumina ambientală către marginile ferestrei, unde energia este capturată și stocată.

În contextul creșterii continue a cererii globale de energie, integrarea metodelor de captare a energiei în arhitectura clădirilor devine esențială. Deși costurile instalațiilor solare s-au redus semnificativ din 2010, rezultând peste patru milioane de astfel de instalații în America, cercetătorii sunt în căutarea unor modalități de a optimiza și mai mult utilizarea energiei solare. Un exemplu în acest sens este utilizarea ferestrelor clădirilor pentru captarea energiei solare, așa cum reiese dintr-un studiu publicat pe 28 iulie în revista PhotoniX.

Deja există pe piață ferestre ce generează energie solară folosind celule de siliciu amorfo, arseniură de galiu sau fotovoltaice organice, însă acestea sunt scumpe și ineficiente, captând doar până la 20% din lumina solară. Mai mult, efectul de tonifiere al ferestrelor solare actuale reduce luminozitatea în încăperi, ceea ce poate fi avantajos vara, dar mai puțin dorit iarna. De asemenea, distorsiunea luminii poate fi o problemă, în special dacă maschează o priveliște plăcută.

Noua tehnologie propusă utilizează cristale lichide colesterice (CLC), un lichid incolor care reflectă lumina datorită structurii sale helicoidale, frecvent utilizat în termometre și afișaje color. Prin aplicarea a multiple straturi de CLC, se creează un concentrator solar unidirecțional și incolor (CUSC), care direcționează lumina către marginile sticlei, unde energia este capturată de celule fotovoltaice integrate de siliciu.

Inginerii au aplicat acest strat printr-un proces intensiv de curățare, utilizând unde sonore de înaltă frecvență pentru a îndepărta toate impuritățile de pe sticlă.

În teste, cinci straturi de CLC au fost aplicate pe o sticlă cu diametrul de 2,5 centimetri. Prototipul CUSC a reușit să alimenteze un ventilator de 10mW în exterior, în Nanjing, China, pe timpul verii.

Se estimează că această tehnologie ar fi cel mai eficientă în orașele situate aproape de ecuator, care beneficiază de mai mult soare pe tot parcursul anului. Efectul acestei tehnologii asupra încălzirii naturale a încăperilor prin lumina soarelui rămâne încă neclar.

Autorii studiului subliniază proliferarea clădirilor foarte înalte, însă această arhitectură este limitată la orașele mari, existând indicii că popularitatea clădirilor înalte este în scădere. În 2021, China a interzis construcția de noi clădiri înalte.