Китайські науковці розробили новий клас фототермічних співкристалів, що значно підвищують ефективність сонячних термоелектричних генераторів.
Група дослідників з Наньчанського університету, Університету Сучжоу та Нанкінського університету у Китаї використала радикал з відкритою оболонкою Br₂NDA у якості акцептора електронів для розробки та синтезу співкристалу с фототермічним перенесенням заряду —коронена-Br₂NDA (CBC).
Під час змішування коронена та Br₂NDA ці речовини утворюють голчасті мікрострижні за допомогою простого методу на основі розчину. Утворюється висококристалічна структура з вийнятковими властивостями до поглинання світла та перетворення його у теплову енергію.
За словами провідного автора дослідження, аспіранта з матеріалознавства у Нанкінському університеті Шен Чжо, співкристал з короненом за лічені секунди нагрівся до 86°С під дією ближнього інфрачервоного світла у 808 нм. Його ефективність фототермічного перетворення досягла 67,2%, що перевищило показники зареєстрованих раніше фототермічних матеріалів. При цьому кристал продемонстрував високу термічну стійкість і постійну продуктивність за результатами багатьох повторюваних циклів нагріву та охолодження.
«Серія складних аналізів, включаючи рентгенівську дифракцію, електронну дифракцію в обраній області, поглинання в УФ-видимому діапазоні, фотолюмінесценцію, інфрачервону Фур’є-спектроскопію і ядерний магнітний резонанс в твердому тілі надала переконливі докази сильної взаємодії заряду між COR і Br₂NDA», — зазначають дослідники.
Ретельне вивчення поведінки структур співкристала продемонструвало сильну взаємодію перенесення заряду між його компонентами. Дослідники виявили, що співкристал поглинав світло у широкому спектрі 350–1100 нм, демонструючи червоне зміщення порівняно з його окремими частинами, а також показав практично повне гасіння фотолюмінесценції як одне з ключових свідчень ефективних безвипромінювальних енергетичних переходів.
«Під впливом лазерного опромінення з довжиною хвилі 808 нм при потужності 0,367 Вт/см–2 підготовлений співкристал досяг рівноважної температури 86°С за кілька секунд. ККД в 67,2% був розрахований з використанням надійного методу, що перевершує багато органічних фототермічних матеріалів, про які повідомлялось до цього», — підкреслюють дослідники.
Для перевірки ефективності цього кристалу на практиці дослідники інтегрували його у прозору смолу для створення фототермічних чорнил, які потім можна буде нанести на поверхню термоелектричного генератора. При імітації сонячного опромінення, еквівалентного двом сонцям, генератор з цим покриттям нагрівся до 70,3°С і дав вихідну напругу у 209 мВ, що на 375% перевищує показники аналогічного генератора без покриття.
Пристрій також виявився багатообіцяючим в сфері комунікацій за допомогою світла. Модулюючи інтенсивність та тривалість лазерного променя, дослідники продемонстрували можливість відправляти закодовані сигнали, такі як абетка Морзе через ближнє інфрачервоне світло.
Результати дослідження опубліковані у журналі National Science Review
Джерело: Interesting Engineering
Favbet Tech – це ІТ-компанія зі 100% украінською ДНК, що створює досконалі сервіси для iGaming і Betting з використанням передових технологіи та надає доступ до них. Favbet Tech розробляє інноваційне програмне забезпечення через складну багатокомпонентну платформу, яка здатна витримувати величезні навантаження та створювати унікальний досвід для гравців.
Повідомити про помилку
Текст, який буде надіслано нашим редакторам: