Powstały ultralekkie ogniwa słoneczne drukowane na tkaninie
Grupa naukowców z Massachusetts Institute of Technology opracowała ultralekkie ogniwa fotowoltaiczne nadrukowywane na specjalną tkaninę. Zdaniem badaczy prace nad udoskonaleniem i komercjalizacją technologii mogą przynieść rozwiązania do zastosowania na przykład w żegludze.
Zespół z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w jednej z ostatnich prac naukowych opublikował wyniki eksperymentów, w ramach których wyprodukował – przy zastosowaniu technik powlekania matrycowego oraz sitodruku – ultralekkie ogniwa fotowoltaiczne zintegrowane z tkaniną.
Jedna z najmocniejszych tkanin na świecie
Wyprodukowana przez naukowców tkanina PV powstała na bazie nanomateriałów w postaci drukowalnych atramentów elektronicznych, które nanoszone były za pośrednictwem powlekarki szczelinowej na tkaninę włóknistą o nazwie dyneema. Tkanina ta jest uznawana za jeden z najmocniejszych materiałów na świecie – obok kevlaru czy spectry – i została wybrana przez badaczy między innymi po to, by zapobiec nadmiernemu rozdzieraniu się materiału, a także maksymalnie zwiększyć jego wytrzymałość mechaniczną.
Dyneema jest niczym innym jak żelowo-wiórowym włóknem syntetycznym stworzonym na bazie polietylenu o bardzo wysokiej gęstości. To tkanina odporna na większość chemikaliów, charakteryzuje się niską gęstością, wysoką rezystancją elektryczną oraz wysoką energią potrzebną do rozerwania. Ponadto jest ognioodporna i samogasnąca. To jeden z materiałów wykorzystywanych w ochronie pojazdów opancerzonych oraz przy produkcji kamizelek kuloodpornych i wytrzymałych lin.
Umieszczając ultralekkie komórki atramentu elektronicznego na tkaninie, zespół dodał również warstwę kleju utwardzanego promieniowaniem UV, tworząc w ten sposób ultralekką, ale także wytrzymałą mechanicznie strukturę zdolną do generowania ładunku elektrycznego.
Zadowalające rezultaty, obiecujące obszary zastosowań
Efektem prac naukowców jest trwały system tkaniny PV, w którym warstwa odpowiadająca za generację ładunku ma grubość około 50 mikronów. Badacze odnotowali moc na poziomie 370 W/kg, co uznali za wynik bardzo zadowalający w porównaniu z konwencjonalnymi ogniwami krzemowymi – przy uwzględnieniu faktu, że ich materiał jest elastyczny i lekki, a przy tym bardzo wytrzymały. Wykorzystanie włókien dyneema zdaniem naukowców powinno spowodować, że wytrzymałość mechaniczna tkaniny PV pozostanie wysoka nawet po 500 cyklach zwijania.
Badacze z MIT wskazują, że system tkaniny PV mógłby z powodzeniem znaleźć zastosowanie przy budowie żagli dla masztów łodzi, co pozwoliłoby na wsparcie zasilania urządzeń pracujących na pokładzie. Ultralekkie ogniwa mogły być stosowane także przy budowie namiotów oraz konstrukcji skrzydeł dronów, co zwiększyłoby realny zasięg ich lotu.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
