1758568351
მეცნიერებმა შეიმუშავეს სრულიად ახალი, გამჭვირვალე საფარი, რომლითაც შეიძლება დაიფაროს ნებისმიერი ჩვეულებრივი ფანჯარა, რომელსაც ის ეფექტიან მზის პანელად გარდაქმნის, თანაც ისე, რომ ფანჯარა მაინც დიდწილად გამჭვირვალე რჩება.
კვლევა ჩინეთის ქალაქ ნანკინის უნივერსიტეტის ჯგუფმა ჩაატარა და მკვლევრებმა უკვე შექმნეს მუშა, პატარა პროტოტიპიც. თუ ამ ტექნოლოგიას მსოფლიოს ყველა ფანჯარაზე ვიხილავთ, საქმე გვექნება ტერავატობით მწვანე ენერგიაზე.
ამ საფარს ტექნიკურად უწოდებენ „უფერო და ცალმხრივ დიფრაქციულ მზის კონცენტრატორს“ (CUSC) და ის მზის სინათლის ფოტონებს ნაწილს ფანჯრის პანელის იმ მხარეს მიმართავს, სადაც დაყენებულია ფოტოელემენტები, რომლებიც მათ ელექტროენერგიად გარდაქმნის, დანარჩენი ფოტონები კი მინაში უბრალოდ გაივლიან.
„CUSC-ის დიზაინი წინ გადადგმული ნაბიჯია შენობების გარემოში მზის ტექნოლოგიების ინტეგრირებაში ისე, რომ არ მოხდეს ესთეტიკის მსხვერპლად შეწირვა. წარმოადგენს პრაქტიკულ და მასშტაბირებად სტრატეგიას ნახშირბადის შემცირებისა და ენერგიის თვითკმარობისთვის“, — ამბობს ოპტიკური ინჟინერი ვეი ჰუ.
მკვლევართა განცხადებით, ახალი საფარი არსებულ ვარიანტებს სჯობნის გამჭვირვალობის, მასშტაბირების და ეფექტიანობის თვალსაზრისით. საფარი ატარებს ხილული სინათლის 64,2 პროცენტს და 91,3 პროცენტით ინარჩუნებს ფერების სიზუსტეს.
მასალა დამზადებულია ქოლესტერული თხევადი კრისტალებისგან (CLC), რომლის თვისებებიც უზრუნველყოფს საჭირო ურთიერთქმედებებს მასში გამავალ სინათლესთან. CLC-ების სხვადასხვა ფენების დაწყობით, საფარი სინათლის სრულ სპექტრს ფარავს.
რაც მთავარია, სინათლის მხოლოდ ერთი პოლარიზაცია — ანუ ტალღის სახით სინათლის გადაადგილების მრავალი გზიდან მხოლოდ ერთი — ჩაიჭირება და შთაინთქმება ენერგიად გარდასაქმნელად. სწორედ ამიტომ, ფანჯარა კვლავ ფანჯრის სახით ფუნქციონირებს.
„ქოლესტერული თხევადი კრისტალების ფენების სტრუქტურის შესამუშავებლად, ჩვენ შევქმენით სისტემა, რომელიც შერჩევითად აფრქვევს წრიულად პოლარიზებულ სინათლეს და ციცაბო კუთხით მიმართავს მინის ტალღგამტარში“, — ამბობს ოპტიკური ინჟინერი დევეი ჟანგი.
მწვანე ლაზერის სინათლის გამოყენებით — ფერის, რომლის მიმართაც ადამიანის თვალი ყველაზე მგრძნობიარეა — ჩაიჭირეს და ენერგიად გარდაიქმნა ხელმისაწვდომი სინათლის 38,1 პროცენტი, რაც ტექნოლოგიის მაღალი პოტენციალის მაქსიმუმს წარმოადგენს. უფრო რეალისტური გარემო პირობებისა და სინათლის სრული სპექტრის გამოყენებით ჩატარებულ ტესტებში, საერთო ეფექტიანობა 18,1 პროცენტი იყო.
მკვლევრებმა ამ საფარის გამოყენებით უკვე შექმნეს 1-ინჩიანი პროტოტიპი, რომელიც პატარა ვენტილატორის მუშაობისთვის საკმარის ენერგიას გამოიმუშავებს. თუ მას სრული ზომის ფანჯრამდე გაზრდით, პოტენციურად შეიძლება მნიშვნელოვანი რაოდენობის ელექტროენერგიის გენერირება.
ვინაიდან ამ ფენით შეიძლება დაიფაროს ჩვეულებრივი ფანჯარა ყოველგვარი ზედმეტი მოდიფიცირების გარეშე, მკვლევრებს იმედი აქვთ, რომ ის შეიძლება კომერციულად მომგებიანი გახდეს. თუმცა, იქამდე ჯერ ბევრი სამუშაოა ჩასატარებელი.
მკვლევართა განცხადებით, კიდევ ბევრი რამ შეიძლება გაკეთდეს საფარის სტაბილურობისა და წარმოების თვალსაზრისით; ასევე საჭიროა ენერგიად გარდაქმნის ეფექტიანობის გაზრდაც, რათა მიღებული მზის ენერგიის სრული რაოდენობა გამოყენებადი იყოს. ამჟამად ეს რიცხვი შედარებით დაბალია და 3,7 პროცენტს შეადგენს.
„წარმოების მასშტაბის ზრდისთვის საჭიროა რამდენიმე გაუმჯობესება მასალებსა და პროცედურებში“, — წერენ მკვლევრები.
კვლევა ჟურნალ PhotoniX-ში გამოქვეყნდა. მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
