Китайские учёные создали материал из бальсы, который запасает тепло Солнца и даёт ток без света

Китайские учёные разработали материал из древесины бальсы, который поглощает солнечный свет, запасает тепло и, по словам авторов, может вырабатывать электричество в темноте, сообщает sozcu.com.tr со ссылкой на TechRadar sozcu.com.trsozcu.com.trsozcu.com.trОткрыть источник ↗. Бальсу выбрали не за прочность, а за естественную систему микроканалов, которая направляет тепло и удерживает остальные компоненты на месте.

Как устроен материал

Из древесины удалили лигнин, придающий ей жёсткость и цвет, и пористость превысила 93%. Стенки каналов покрыли сверхтонким слоем чёрного фосфорена, который превращает ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение в тепло. Каждый нанослой защитили от окисления молекулярным барьером из танина и ионов железа; после 150 дней на солнечном свету материал сохранил стабильность.

Чтобы усилить поглощение света за счёт плазмонных эффектов, добавили наночастицы серебра. Длинные углеводородные цепи, привитые к поверхности, дали супергидрофобную структуру с краевым углом смачивания 153 градуса. Затем каналы заполнили стеариновой кислотой — фазопеременным биоматериалом, который запасает тепло при плавлении и отдаёт при затвердевании.

Накопление тепла и выработка тока

Материал накапливал около 175 кДж тепла на килограмм и превращал 91,27% падающего солнечного света в полезное тепло. Вдоль волокон древесины тепло передавалось примерно в 3,9 раза эффективнее sozcu.com.trsozcu.com.trsozcu.com.trОткрыть источник ↗. В сочетании с термоэлектрическим генератором он дал до 0,65 В при стандартном солнечном освещении.

Расплавленная на свету стеариновая кислота после наступления темноты постепенно отдаёт запасённое тепло. Это сохраняет разность температур на генераторе, и выработка электричества продолжается после исчезновения источника света.

После 100 циклов нагрева и охлаждения свойства сохранились. Материал также противостоял горению и самостоятельно погас в течение двух минут. Авторы отмечают, что огнестойкая, водоотталкивающая и антимикробная конструкция предотвращает потерю производительности на открытом воздухе из-за пыли и микробов.

Среди возможных применений названы терморегуляция в электронных устройствах, энергоэффективность строительных материалов и поддержка малых автономных источников энергии. Производство материала в больших масштабах с сохранением сложной слоистой структуры остаётся трудной задачей sozcu.com.trsozcu.com.trsozcu.com.trОткрыть источник ↗.