Краска солнечная – Краска с функцией солнечных батарей

Краска с функцией солнечных батарей

Возобновляемые источники энергии становятся все более популярны день ото дня. Уже мало кого можно удивить солнечными батареями, использующими энергию небесного светила для генерации электричества. Их активно применяют в системах умного дома, в бытовых нуждах и на транспорте.

Но у солнечных батарей есть один недостаток – их производство требует больших затрат. В попытках решить эту проблему, ученые из Нотрдамского университета разработали специальные краски, способные генерировать электроэнергию из солнечного света с помощью полупроводниковых наночастиц. Проект назвали Solarpaint.

По словам Прашанта Камата, исследователя цента нанонауки и технологий университета Нотр-Дама, доктора наук по химии и биохимии, являющегося руководителем данного исследования, к идее о создании «солнечных красок» их привело желание придумать улучшенный способ получения энергии солнца, превосходящий существующие технологии, основанные на кремнии.

«Путем добавления наночастиц, которые генерируют энергию, мы разработали однослойную краску, наносимую на любую проводящую ток поверхность без специального оборудования», сказал Камат.

В журнале ACS Nano сказано, что команда исследователей сконцентрировала свое внимание на наночастицах диоксида титана, которые покрывались сульфидом и селенидом кадмия. Эти частицы погружались в специальную смесь из воды с содержанием спирта, чтобы получилась паста. После нанесения этой пасты на материал с электропроводными свойствами, при попадании на него света происходила генерация электроэнергии.

Руководитель проекта подчеркнул, что коэффициент полезного действия при конверсии света в электрическую энергию с помощью «солнечной краски» на данный момент составляет всего 1%, в то время как солнечные батареи, основанные на кремнии, обладают 10-15% эффективностью. Но главным преимуществом новой технологии является ее значительно меньшая стоимость при больших объемах производства.

«Если мы сможем повысить КПД краски хоть немного, то сделаем настоящий вклад в удовлетворение спроса на возобновляемую энергию в будущем. Именно поэтому мы назвали ее «подобная солнцу» (англ. Sun-Believable). Конечно, нам нужно еще многое сделать, чтобы увеличить ее эффективность и стабильность.», сказал Камат.

Сейчас это сложно себе представить, но возможно в будущем, благодаря этой перспективной технологии, каждый слой краски на поверхности дома будет генерировать электроэнергию. Ее можно будет использовать для снабжения электроэнергией бытовую технику и оборудование, тем самым экономя на коммунальных платежах и сохраняя экологию нашей планеты.

Загрузка…

moybiznes.org

Краска «солнечные батареи»

Всем нам знакомы солнечные батареи, используемые для генерации электричества из солнечных лучей. Теперь же ученые создали краску, которая является альтернативой солнечным батареям.

Сложно себе даже вообразить, что каждый слой краски, наносимый на поверхность дома, может генерировать электрическую энергию, которую можно использовать для питания бытовой техники и оборудования. Реально ли такое?

Ученые из университета Нотр-Дама (англ. University of Notre Dame) сделали значительный шаг навстречу этой, казалось бы, несбыточной идее. Команда исследователей создала «солнечные краски», в состав которых входят полупроводниковые наночастицы, способные генерировать энергию из солнечных лучей.

«Стремление создать нечто трансформативное, идущее впереди существующих технологий получения солнечной энергии, основанных на кремнии, привело нас к разработке над «солнечными красками», — говорит руководитель исследования Прашант Камат, являющийся доктором наук химии и биохимии, а также исследователем центра нанонауки и технологий (NDnano) университета Нотр-Дама.

«Путем добавления наночистиц, генерирующих энергию, так называемых квантовых точек, мы сделали однослойную краску, которая может быть нанесена на любую токопроводящую поверхность, при этом без использования специального оборудования».

Как описывает исследование журнал ACS Nano, команда сосредоточилась на свойствах наноразмерных частиц диоксида титана, покрытием для которых были выбраны сульфид кадмия и селенид кадмия. Чтобы получить пасту частицы погружали в смесь, состоящую из воды и спирта.

После нанесения полученной пасты при помощи щетки на материал с электропроводными свойствами, под действием света генерировалось электричество.

Как объясняет руководитель проекта, КПД от конверсии света в энергию, которую они смогли получить, составило пока что всего 1%, что существенно меньше по сравнению с 10-15% эффективности обычных солнечных батарей на основе кремния.

«Существенное преимущество нашего изобретения состоит в том, что краска может быть произведена в больших количествах, чем батареи, при этом на ее производство уйдет меньше средств», — утверждает Камат. «И если мы сможем повысить ее КПД, хотя бы на немного, то мы смогли бы сделать реальный вклад в удовлетворение спроса на электроэнергию в будущем».

«Именно по этой причине мы назвали новую краску как «подобная солнцу» (англ. Sun-Believable), — добавил он. «Естественно, нашей команде еще необходимо многое сделать, чтобы улучшить ее стабильность и эффективность».

По материалам news.nd.edu.

www.ideibiznesa.org

Солнечная краска – новый неиссякаемый источник чистой энергии

В попытках обуздать неисчерпаемую энергию Солнца человечеством были изобретены солнечные батареи, преобразующие ее в электричество или тепло. При том, что такая инновация получила достаточно широкое признание, доступной ее назвать нельзя по причине высокой стоимости. Однако, исследования не стоят на месте, и уже сейчас ведутся поиски и создание улучшенных альтернатив дорогим панельным установкам.

Одной из лабораторных разработок ученых стало новейшее соединение, именуемое «солнечная краска» (Solar Paint). Предполагается, что всего через несколько лет такая технология начнет использоваться повсеместно и станет одним из самых актуальных источников чистой энергии.

к содержанию ↑

Что такое солнечная краска

Это материал нового поколения, в основе которого лежат особые полупроводниковые наночастицы. Внешне она выглядит как пастообразное вещество желтого цвета. Полученный в результате исследований состав можно наносить на любую поверхность, проводящую ток, без использования специального оборудования. Взаимодействие панели, окрашенной такой краской, электрода и солнечных лучей приводит к выработке электричества, способного удовлетворить энергетические потребности всего человечества.

к содержанию ↑

Разработки

Революционное открытие было представлено группой американских исследователей из Нотрдамского университета. Руководителем проекта стал Прашант Камат, который является доктором химических и биохимических наук, а также научным сотрудником центра нанотехнологий.

Цель экспертных исследований, с его слов, заключается в создании краски для домов и автомобилей, где их стены, крыша или кузов смогут выполнять функцию фотоэлектрической панели.

Порядок изготовления инновационного материала:

  1. Были использованы наноразмерные частицы диоксида титана, выступающие как поглотители света.
  2. Поверх этих квантовых точек следовало покрытие сульфидом и селенидом кадмия.
  3. Частицы помещались в водно-спиртовую смесь, а затем готовая масса наносилась на пластину, оснащенную токопроводящим слоем.
  4. Следующим этапом было добавление дополнительных компонентов и длительное воздействие на смесь горячего воздуха.

Получившаяся батарея имела КПД, приравненный к 1%.

Еще один подход к реализации идеи нанокраски был предложен специалистами Мельбурнского королевского технологического института в Австралии. Авторы этой концепции работали над созданием краски, генерирующей водородное топливо из солнечного света и влажного воздуха. Основой состава стали:

  • синтетический сульфид молибдена;
  • частицы оксида титана.

к содержанию ↑

Отличительные свойства и преимущества солнечных красок

Особенность разработанного материала состоит в том, что, в отличие от батарей, краска может быть изготовлена в очень крупных объемах. Она менее затратна, но более проста в производстве.

Несмотря на то, что общая производительность таких наноразработок относительно невысока, обе команды разработчиков планируют увеличивать их эффективность.

Возможно, в ближайшем будущем генерирование электроэнергии такими методами сможет снабжать каждый дом необходимым количеством энергии. Это поможет существенно снизить коммунальные расходы и внести значительный вклад в сохранение экологии нашей планеты.

kraska.guru

Солнечная краска превратит ваш дом в источник чистой энергии

credit: phys.org
Исследователи из Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) в Австралии разработали краску Solar Paint, которая может генерировать водородное топливо из влажного воздуха и солнечного света. Команда разработчиков ожидает, что их инновационная технология уже через пять лет будет готова к коммерческому использованию для получения чистой энергии. Она объединяет оксид титана и синтетический сульфид молибдена, образуя материал, который поглощает солнечную энергию и влагу из окружающего воздуха, а также разделяет воду на водород и кислород, собирая водород для последующего использования в топливных элементах.

Solar Paint — краска, собирающая водород из воздуха

Ведущий исследователь проекта, доктор Торбен Дайнке (Dr. Torben Daeneke), говорит, что новая технология станет революционной, поскольку с ее помощью любую поверхность можно использовать для производства экологически чистого топлива. Потенциально, теперь каждый дом сможет сам обеспечить себя дешевой чистой энергией. Он также утверждает, что краска Solar Paint будет эффективной в различном климате, от влажных сред до горячих и сухих, размещенных вблизи крупных водоемов. Любое место, в котором в воздухе есть водяной пар, теперь сможет производить топливо.

Кроме этого, солнечную краску можно использовать для покрытия тех областей, которые не получают достаточное количество солнечного света для размещение солнечных панелей. Следовательно, будет максимизирована способность объекта недвижимости генерировать чистую энергию. Причем, таким объектом может стать любая поверхность, которую можно покрасить — дом, обои, забор, сарай, собачья будка и подобное. Например, окрашенная площадь размерами 3х2 метров способна на протяжении 10 лет производить 600 кВт энергии при стоимости примерно $0.13/Вт.

Читать ПозжеДобавить в Избранное

fshoke.com

Краска или пленка?: Солнечные батареи нового поколения

Ученые разработали пластиковые солнечные батареи на основе квантовых точек, способные превращать энергию Солнца в электричество даже в пасмурный день.

Новый материал на основе квантовых точек, созданный группой исследователей под руководством Теда Сарджента, профессора факультета электротехники и вычислительной техники Университета Торонто, впервые способен с заметной эффективностью (2−4%) улавливать и преобразовывать в энергию инфракрасное излучение Солнца. На основе результатов исследований новых материалов ученые предполагают, что подобные солнечные батареи могут со временем стать в несколько раз более эффективными, чем уже существующие.

Взвесь полупроводниковых наночастиц, называемых квантовыми точками, легко наносится на поверхность подобно аэрозольной краске, что существенно снижает стоимость производства подобных батарей — по оценкам группы Сарджента, стоимость материалов для покрытия 1 кв. м слоем квантовых точек толщиной 1 мкм составляет в настоящее время менее $20 (при массовом производстве эта цифра будет меньше). При этом подобная технология предоставляет очень большую гибкость в выборе формы батарей. Например, электромобиль, покрашенный такой краской, находясь на свету, теоретически может постоянно подзаряжать батарею.

Исследователи даже мечтают, что однажды «солнечные фермы», построенные с использованием подобного материала, будут построены в пустынях в таком количестве, что энергии, вырабатываемой ими, будет достаточно для обеспечения нужд всей планеты.

«Количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли, в 10000 раз превышает наше энергопотребление», — говорит Тед Сарджент. «Если мы покроем 0,1% земной поверхности высокоэффективными солнечными батареями», — добавляет ученый, — мы в принципе сможем заменить традиционные источники энергии новыми, экологичными и возобновляемыми».

Подобные солнечные батареи на основе квантовых точек, распределенных в полимерной матрице, сами по себе не являются новинкой. Но существующие материалы до сих пор были способны улавливать только видимый свет, в то время как инфракрасная часть солнечного спектра оставалсь «неохваченной». Новый материал — первый, который способный улавливать и преобразовывать инфракрасную часть спектра с эффективностью от 2 до 4,2% (последнее значение является рекордным для ближнего ИК-диапазона).

В конечном счете, посредством «солнечных ферм» можно будет улавливать большой объем солнечной энергии и использовать для наших нужд, утверждают ученые.

«Это потенциальная замена других источников электроэнергии, которые производят «парниковые газы» в качестве побочного эффекта — таких, как уголь», — говорит Сарджент.

В Японии, самом масштабном в мире рынке солнечной энергии, правительство предполагает, что к 2030 году половина энергоснабжения жилого сектора будет производиться на солнечных электростанциях — сейчас на них приходятся доли процента.

Главная сложность относительно использования солнечной энергии в настоящий момент — экономическая целесообразность.

Стоимость солнечной энергии при текущих затратах на производство составит 0,25−0,5 долларов США за киловатт-час. Это гораздо больше, чем средняя стоимость электроэнергии для жилых домов. Средняя цена в США по экспертным оценкам — менее, чем 10 центов за киловатт-час.

Но с новым материалом эта ситуация может измениться.

«Гибкая солнечнобатарейная плёнка может стать инструментом, переводящим солнечную энергию в экологичный и удобный источник энергии», — говорит Джон Вулф, специализирующийся на нанотехнологиях венчурный инвестор нью-йоркской компании «Lux Capital».

По материалам nationalgeographic.comи University of Toronto.

www.popmech.ru

Солнечная краска — новости, акции от компании «Комплект-Строй»

Изготовители стройматериалов тщательно отслеживают новейшие технологии в сфере строительства, исследования и разработки ученых. Представьте себе, на сколько было бы хорошо окрасить здание краской, которая бы вырабатывала электроэнергию для питания Ваших приборов и устройств.

Ученые Университета Нотр-Дам, США работает над разработкой инновационного стройматериала – “солнечная краска”, в которой используются полупроводниковые наночастицы для производства электричества. Ученые объединяют наночастицы, которые называются квантовыми точками, в различных соединениях для получения стойкого красочного покрытия, которое можно наносить без особых специальных приспособлений на любую электропроводящую поверхность. В исследовании применяются наночастицы диоксида титана в соединениях с сульфатом кадмия либо селенидом кадмия, с дальнейшим восстановлением в водно-спиртовой смеси для образования пасты. После того как наноситься паста на прозрачный токопроводящий материал возникает покрытие, которое на свету производит электричество.

Максимальный уровень эффективности преобразования энергии света в электроэнергию, на данный момент составляет 1%, что является ниже, чем традиционные 10-15% эффективности имеющихся солнечных элементов, в основе которых кремний. Но, эта краска может быть изготовлена недорого и в значительных количествах. В том случае, если ученые смогут добиться повышение эффективности новой технологии еще немного, то это будет достаточно значительным вкладом, для того чтобы удовлетворить энергетическую потребность в будущем.

Наночастицы TiO2 уже применяются в “самоочищающемся” бетоне, где они выступают в качестве полупроводников для преобразования энергии солнца в электроразряды, преобразующие загрязняющие вещества в относительно слабые соединения. В том случае если инновационная технология изготовления солнечной краски будет успешно развиваться, то это вероятно окажет влияние на вероятность появления новых стройматериалов.

На данный момент остается не ясным, насколько велик риск для экологии и окружающей среды в процессе применения инновационного стройматериала. Известно, что к примеру, наночастицы в самоочищающемся бетоне увеличивают процесс выщеливания бетона и могут создавать потенциально вредные соединения в грунте.

Возврат к списку

k-stroy.com

«Солнечная краска» способна добыть топливо из воздуха (+видео)

Оказывается, воздух может стать почти бесконечным источником энергии. И результаты нового исследования показали такую возможность. Ведь воздух насыщен солнечным паром, а поверхность Земли освещает и согревает Солнце. А это значит — доступный источник столь необходимой человеческой цивилизации энергии есть всегда и везде, оставалось лишь найти способ ее добыть, что и было сделано исследователями.

Исследователями было разработано соединение — «солнечная краска», которая может абсорбировать влагу из воздуха и разлагать ее на кислород и водород. Полученный водород сможет использоваться в качестве наиболее чистого вида топлива.

Разработанная «солнечная краска» содержит соединение, являющееся также новой разработкой, действующее подобно силикагелю (кремниевому гелю), используемому в саше для впитывания влаги, а также применяемое для сохранения пищи, лекарств и электроники в свежем и сухом состоянии.

Но, в отличие от силикагеля, новый материал, синтетический сульфид молибдена, функционирует также в роли полупроводника и является катализатором процесса разложения молекул воды на водород и кислород.

Ведущий исследователь доктор Торбен Дэнеке (Torben Daeneke) из Мельбурнского королевского технологического университета (RMIT University) в Мельбурне, Австралия, поясняет суть новой разработки.

Исследователи обнаружили, что смешивание соединения с частицами оксида титана ведет к созданию абсорбирующей солнечный свет краски, которая производит водород из солнечной энергии и влажного воздуха.

Оксид титана является белым пигментом, который уже и в настоящее время широко применяется в тех красках, которые используются для окрашивания стен. Это означает, что простое дополнение состава новым материалом способно превратить обычную стену в конструкцию, «собирающую урожай» энергии и производящую топливо.

Как отмечает доктор Торбен Дэнеке, у новой разработки много преимуществ. Система, работающая на ее основе, не требует использования исключительно очищенной или фильтрованной воды. Топливо по новой технологии сможет производиться в любом месте, где есть водяной пар в воздухе, даже в местностях, удаленных от воды.

Коллега доктора Торбена Дэнеке, заслуженный профессор Корош Калантар-заде (Kourosh Kalantar-zadeh) дополняет повествование о новой перспективной технологии добычи энергии «из воздуха», в очередной раз напоминая, что водород является чистейшим источником энергии и может использоваться не только в топливных ячейках, но и в привычных с давних пор человеческой цивилизации двигателях внутреннего сгорания.

Система на основе новой разработки сможет использоваться даже в очень сухом, но жарком климате возле океанов. Морская вода испаряется под воздействием жары, а получающийся в результате пар сможет затем абсорбироваться для производства топлива.

Корош Калантар-заде полагает:

«Это экстраординарный концепт — производство топлива благодаря Солнцу и присутствующему в воздухе водному пару».

Окажется ли человечеству полезной краска, способная «научить» производить топливо любую окрашенную ею поверхность?

nlo-mir.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о