Исследователям из Empa и ETH Zurich удалось разработать материал, который работает как люминесцентный солнечный концентратор и даже может быть применен к текстилю. Это открывает многочисленные возможности для производства энергии непосредственно там, где она необходима, наша жажда энергии неутолима, она даже продолжает расти с увеличением поставок новых электронных устройств. Более того, мы почти всегда находимся в движении и поэтому постоянно зависим от источника питания для зарядки наших смартфонов, планшетов и ноутбуков. В будущем розетки питания (по крайней мере, для этой цели) могут устареть. Затем электричество будет поступать из нашей собственной одежды—с помощью нового полимера, который наносится на текстильные волокна, куртки, футболки и тому подобное вскоре смогут функционировать как солнечные коллекторы и, таким образом, как мобильный источник энергии.
Сделать люминесцентные материалы гибкими.
Материалы, способные использовать непрямой или рассеянный свет для производства энергии, уже используются в солнечной промышленности. Эти материалы содержат специальные люминесцентные материалы и называются "люминесцентными солнечными концентраторами", или LSC для краткости. Люминесцентные материалы в LSC улавливают рассеянный окружающий свет и передают его энергию на фактический солнечный элемент, который затем преобразует свет в электрическую энергию. Однако в настоящее время ЛСК выпускаются только в виде жестких компонентов и непригодны для использования в текстильных изделиях, поскольку они не являются ни гибкими, ни проницаемыми для воздуха и водяного пара. Междисциплинарная исследовательская группа, возглавляемая Loca The Bozel из Лаборатории биогенетических мембран и текстиля, теперь успешно включила несколько из этих люминесцентных материалов в полимер, который обеспечивает именно такую гибкость и воздухопроницаемость.
Хорошо известный полимер со сложными свойствами.
Этот новый материал основан на амфифильных полимерных ко-сетях, или сокращенно APCN, полимер, который уже давно известен в исследованиях и уже доступен на рынке в виде силикон-гидрогелевых контактных линз. Особые свойства полимера—проницаемость для воздуха и водяного пара, а также гибкость и стабильность—также полезны для человеческого глаза и основаны на особых химических свойствах. Причина, по которой мы выбрали именно этот полимер это тот факт, что мы способны включить два несмешивающихся материала в нано-уровне и позволить им взаимодействовать друг с другом. Есть, конечно, и другие полимеры, в которые эти материалы могли бы быть интегрированы, но это привело бы к агрегации, и производство энергии, таким образом, было бы невозможно, объясняет Bozel.
Яркие солнечные концентраторы для одежды.
В сотрудничестве с коллегами из двух других лабораторий Empa, тонких пленок, фото-вольта ники и передовых волокон, команда Bozel добавила два различных материала к гелевой ткани, превратив ее в гибкий солнечный концентратор. Так же, как и на крупномасштабных (жестких) коллекторах, люминесцентные материалы захватите гораздо более широкий спектр света, чем это возможно с обычными фото-вольтаниками. Новые солнечные концентраторы могут быть применены к текстильным волокнам без того, чтобы текстиль стал хрупким и восприимчивым к растрескиванию или накоплению водяного пара в виде пота. Солнечные концентраторы, надетые на тело, дают огромную пользу для постоянно растущего спроса на энергию, особенно для портативных устройств.