Зеленая энергетика станет более эффективной. Испанские ученые создали материал, поглощающий 99,5% солнечного света

Это открытие может радикально повысить эффективность солнечных башен, ключевых элементов концентрированных солнечных электростанций (CSP).

Команда из Университета Страны Басков (EHU) совместно с Калифорнийским университетом в Сан-Диего (UCSD) разработала так называемые наноголки кобальтата меди, покрытые слоем оксида цинка. Эти структуры продемонстрировали превосходные оптические и термические свойства, превысив показатели таких известных материалов, как углеродные нанотрубки и «черный кремний».

Солнечные башни работают по принципу фокусировки лучей с помощью сотен зеркал, концентрирующих энергию на приемнике. Чтобы повысить КПД, поверхности приемника должны быть почти абсолютно черными — способными поглощать весь свет без отражения, выдерживая при этом экстремальную жару и влажность.

До сих пор «золотым стандартом» считались вертикально ориентированные углеродные нанотрубки, которые поглощают около 99% солнечного света. Однако эти структуры неустойчивы при высоких температурах, из-за чего их использование в CSP ограничено. Новые наноголки оказались стабильными даже в самых экстремальных условиях и при этом обеспечивают еще более высокий уровень поглощения.

«Углеродные нанотрубки поглощают 99% света, но они неустойчивы при высокой влажности. Наши наноголки остаются стабильными, даже когда температура достигает несколько сотен градусов», — пояснил ведущий исследователь Иньиго Гонсалес де Арриета из EHU.

Важно, что технология CSP не просто преобразует солнечное излучение в электроэнергию, как это делают панели, а накапливает тепло — обычно в расплавленных солях, которые сохраняют энергию и передают ее турбинам даже в пасмурную погоду.

Исследование проводилось в высокотемпературной лаборатории EHU — одной из немногих в Европе, способных осуществлять подобные измерения. К работе также присоединился профессор Женькун Чен из UCSD, который сотрудничает с Министерством энергетики США для дальнейших испытаний технологии на работающих солнечных башнях.

Участники проекта считают, что это открытие может сделать солнечные электростанции чище, эффективнее и надежнее, а доля энергии, произведенной из CSP в Испании (сейчас около 5%), может существенно возрасти.