У солнечной энергетики есть простая, но досадная слабость: она исчезает с заходом солнца. Чтобы нивелировать эту проблему, ученые превратили обычную древесину в универсальную солнечную систему. Перестроив её внутреннюю структуру на наноуровне, они создали материал, который поглощает свет, сохраняет его в виде тепла и продолжает вырабатывать электричество даже после исчезновения источника. В своей работе авторы называют эту разработку масштабируемой и экологичной платформой для сбора солнечной тепловой энергии.
Основой послужила древесина бальзы, выбранная за внутреннее устройство. Учёные сначала удалили лигнин — компонент, отвечающий за цвет и жёсткость. Этот шаг повысил пористость более чем до 93%, открыв сеть реакционноспособных поверхностей внутри каналов. Затем исследователи химически модифицировали внутренние стенки, покрыв их ультратонкими листами чёрного фосфорена — материала, поглощающего свет в широком диапазоне и превращающего его в тепло. Каждый нанолист защитили оболочкой из таниновой кислоты и ионов железа. Даже после 150 дней на солнце покрытие оставалось стабильным. Затем добавили наночастицы серебра, усиливающие поглощение света, и сделали поверхность водоотталкивающей.
В готовые каналы залили стеариновую кислоту, которая при нагревании плавится и накапливает энергию, при охлаждении затвердевает и высвобождает её. Результат: материал запасает около 175 кДж тепла на килограмм, преобразует 91,27% падающего света в полезное тепло и в паре с термоэлектрическим генератором выдаёт до 0,65 вольт при стандартном освещении. После 100 циклов нагрева и охлаждения характеристики почти не изменились. Древесина здесь не просто опора: она одновременно поглощает свет, хранит тепло и защищает себя. Потенциал огромен — от управления нагревом в электронике до небольших автономных энергосистем.
Австралийские ученые разработали суперкомпактную ядерную батарею.