Científicos chinos han desarrollado una nueva clase de cocristales fototérmicos que aumentar la eficacia generadores solares termoeléctricos.
Un grupo de investigadores de La Universidad de Nanchang, la Universidad de Suzhou y la Universidad de Nanjing, en China, utilizaron el radical de concha abierta Br₂NDA como aceptor de electrones para diseñar y sintetizar un cocristal fototérmico de — transferencia de coronilla-Br₂NDA (CBC).
Al mezclar la coronilla y Br₂NDA estas sustancias forman agujas microvarillas mediante un sencillo método basado en soluciones. Se forma una estructura altamente cristalina con propiedades excepcionales a la absorción de la luz y convirtiéndola en energía térmica.
Según el autor principal del estudio, un estudiante de doctorado en ciencia de los materiales de la Universidad de Nanjing Sheng Zhou, un cocristal con coronilla se calentó hasta 86 °C en cuestión de segundos bajo la influencia de luz infrarroja cercana a 808 nm. Su eficiencia de conversión fototérmica alcanzó el 67,2%, superando el rendimiento de los materiales fototérmicos descritos anteriormente. Al mismo tiempo, el cristal demostró una gran estabilidad térmica y un rendimiento constante a lo largo de muchos ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento.
«Una serie de análisis sofisticados que incluyen difracción de rayos X, difracción de electrones en la región seleccionada, absorción UV-visible, fotoluminiscencia, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y resonancia magnética nuclear en sólidos aportaron pruebas convincentes de una interacciones de carga entre COR y Br₂NDA», — señalan los investigadores.
Un minucioso estudio del comportamiento de las estructuras de los cocristales ha demostrado una fuerte interacción de transferencia de carga entre sus componentes. Los investigadores descubrieron que el cocristal luz absorbida en un amplio espectro de 350-1100 nm, mostrando un desplazamiento hacia el rojo en comparación con sus partes individuales, y también mostró un apagado casi completo de la fotoluminiscencia como una de las pruebas clave de la eficiencia de las transiciones energéticas sin radiación.
«Bajo la influencia de la irradiación láser con una longitud de onda de 808 nm a una potencia de 0,367 W/cm–2 El cocristal preparado alcanzó una temperatura de equilibrio de 86°C en pocos segundos Se calculó una eficiencia del 67,2% mediante un método fiable, superior a la de muchos materiales fotovoltaicos orgánicos de los que se ha informado anteriormente», — subrayan los investigadores.
Para probar la eficacia de este cristal en la práctica, los investigadores lo integraron en una resina transparente para crear una tinta fototérmica que luego pudo aplicarse a la superficie de un generador termoeléctrico. Al simular una irradiación solar equivalente a dos soles, el generador con este recubrimiento se calentó hasta un 70,3°C y produjo una tensión de salida de 209 mV, que es un 375% superior a la de un oscilador similar sin recubrimiento.
El dispositivo también resultó prometedor en el ámbito de las comunicaciones con la ayuda de la luz Modulando la intensidad y duración del rayo láser, los investigadores han demostrado la capacidad de enviar señales codificadas, como el código Morse, a través de luz casi infrarroja.
Los resultados del estudio se publican en la revista National Science Review
Fuente: Interesting Engineering
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