Gli occhiali da sole medi potrebbero un giorno sfoggiare la tecnologia DSC. © iStockphoto.com/1001notti Quando molti di noi pensano all'energia solare, immaginiamo grandi, pannelli rigidi che ricoprono il tetto di un edificio. Le tecnologie dell'energia solare hanno fatto molta strada da quei giorni, e oltre a vedere i pannelli che coprono i tetti, è anche probabile che tu veda la tecnologia dell'energia solare spuntare in luoghi inaspettati, compresi gli zaini. Convertire la luce solare in energia attraverso fotovoltaico dispositivi è una delle opzioni energetiche più ecologiche (nonostante l'inquinamento manifatturiero). Quando in uso, queste cellule siedono al sole, assorbono i raggi e non rilasciano altro che elettroni. Catturali e potrai generare elettricità.
E se potessi catturare e utilizzare l'energia del sole con un accessorio che probabilmente indossi tutti i giorni:i tuoi occhiali da sole. I designer Hyun-Joong Kim e Kwang-Seok Jeong hanno creato alcune sfumature concettuali che non solo proteggeranno i tuoi occhi dai pericolosi raggi UV del sole, ma convertiranno anche quei raggi in energia elettrica, energia che potrebbe essere utilizzata per alimentare un piccolo dispositivo come un iPod, PSP o cellulare che tu sia in spiaggia o in viaggio.
Questi occhiali da sole, chiamati occhiali da sole a conversione di energia autonoma o SIG in breve, avere lenti speciali realizzate con celle solari sensibilizzate al colorante ( DSC ). Le lenti convertono l'energia solare in elettricità a cui puoi attingere collegando un dispositivo al jack di alimentazione sul retro della montatura. Anche se non è molto potente, dovrebbe essere sufficiente ricaricare una batteria per qualche minuto in più o continuare a riprodurre i brani mentre ti crogioli sulla spiaggia. Anche se non esiste ancora una data di vendita o un prezzo per questi occhiali da sole, i designer avevano in mente i costi quando hanno avuto l'idea. Le lenti usano a buon mercato, colorante organico per fornire questa energia pulita. In che modo un colorante organico economico può tradursi in una batteria pulita? È tutto nella tecnologia DSC.
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Due designer hanno escogitato alcune sfumature concettuali che generano potere. © iStockphoto.com/Yuri_Arcurs Tecnologia delle celle solari sensibilizzate al colorante (DSC), chiamate anche cellule di Grätzel, sono stati introdotti per la prima volta nel 1991 da Michael Grätzel, un chimico presso l'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia, Losanna, e i suoi colleghi.
Ci sono state alcune iterazioni della tecnologia DSC, e l'ultimo tipo di cella solare appartiene a una nuova era di dispositivi fotovoltaici a film sottile. Sono progettati a strati:uno strato fotosensibile composto da materiale ultrasottile, cristalli semiconduttori di dimensioni nanometriche su un sottile strato di biossido di titanio. Quando i fotoni (dalla luce solare) colpiscono lo strato fotosensibile, gli elettroni liberati si accumulano sullo strato di biossido di titanio e creano una corrente elettrica. In precedenza, era necessario un elettrolita liquido per trasportare gli elettroni da uno strato all'altro, ma nell'ultima generazione di celle di Grätzel, un colorante fatto di materiale organico amorfo viene utilizzato per rivestire il biossido di titanio - il colorante assorbe la luce e attrae gli elettroni eccitati, che genera una carica.
I risultati sono celle che possono essere utilizzate per creare a basso costo, leggero, fogli trasparenti e flessibili o coloranti che potrebbero essere usati per rivestire il vetro, come le finestre di casa tua per fornire energia alla tua casa. Oppure potrebbe essere usato per rivestire le lenti degli occhiali da sole e fornire energia alle batterie di piccoli dispositivi.
La tecnologia DSC è altamente efficiente rispetto ad altre forme di celle solari, producendo efficienze superiori all'11%, il che significa che l'11% dell'energia solare catturata viene convertita in energia elettrica, anziché dal 4 al 5% [fonte:ScienceDaily]. Ma in piccole applicazioni, come negli occhiali da sole, potrebbe esserci un potenziale problema:le celle solari devono essere rivolte verso il sole per assorbire i raggi. Quante volte fissi il sole?
L'esposizione al sole diventa meno problematica quando si pensa di applicare dispositivi fotovoltaici a film sottile in luoghi come finestre, lucernari e persino una facciata di un edificio per rendere il suo esterno fotovoltaico attivo.
Mentre i pannelli solari convenzionali, fatto da celle di silicio, continuare ad avere un vantaggio su questa nuova tecnologia solare, rimangono inflessibili, costoso e rispetto alle più recenti innovazioni, non è più l'opzione più efficiente. Le celle solari sensibilizzate al colorante (DSC) hanno qualche altro asso nella manica. Sono in grado di lavorare con la stessa efficienza a 149 gradi F (65 gradi C) come a 77 gradi F (25 gradi C), mentre le celle al silicio perdono il 20% della loro efficienza energetica a temperature estreme.
E grazie alle proprietà sottilissime e flessibili, La tecnologia DSC può essere applicata in modi mai considerati per le celle convenzionali. Militari, ad esempio, si sono interessati alle cellule di Grätzel. Nuove tende e tessuti sono in grado di fornire fino a 1 kilowatt di energia (abbastanza per alimentare alcune luci e un laptop) [fonte:Tent Manufacturers Marketplace]. E su scala più ampia, i pannelli solari flessibili utilizzati per coprire le tende alimentano apparecchiature sofisticate. Inoltre, Le celle Grätzel potrebbero essere ingegnerizzate in celle fotovoltaiche indossabili. I leggeri pannelli solari indossabili possono alimentare e ricaricare tutti i dispositivi elettrici che i soldati o i marines portano, eliminando la necessità di pacchi batteria aggiuntivi o sacchi di batterie sul campo.
Mentre la tecnologia DSC ha nuove applicazioni rivoluzionarie, la ricerca in altre aree dell'energia solare mostra la promessa nelle celle solari di plastica - un'idea in cui gli strati di ossido di titanio vengono modificati chimicamente - che potrebbero avere livelli di efficienza energetica maggiori di quelli visti nelle celle di Grätzel. Forse un giorno non solo le lenti saranno fotovoltaiche, ma l'intero paio di occhiali da sole sarà una fonte di energia.
Riscaldare per raffreddareSe gli Stati Uniti dovessero scambiare la loro fonte di energia elettrica dalla loro rete elettrica con una generata da celle solari, ci sarebbe una riduzione di circa l'89 percento delle emissioni di gas serra [fonte:Fountain].
È sempre un po' snervante scrivere di un prodotto quando è ancora in fase di ideazione. Ci saranno informazioni disponibili su come funziona il prodotto? Esiste un prototipo? A volte non lavori con nessuno dei due, ma nel caso degli occhiali da sole a energia solare sono stato in grado di ricostruire come funzionano questi occhiali da sole:si tratta di celle fotovoltaiche. Nota:devo confessare che per tutto il tempo in cui ho scritto questo pezzo ho continuato a pensare a come queste montature bianche oversize mi ricordassero gli occhiali da sole di Willy Wonka nella versione di Tim Burton di "Charlie and the Chocolate Factory".
Il sole potrebbe soddisfare tutte le nostre esigenze energetiche? Foto per gentile concessione della NASA
