(PhysOrg.com) -- I materiali nanotecnologici ad alte prestazioni disposti su una piattaforma a schermo piatto hanno dimostrato un'efficienza da sette a otto volte superiore rispetto ai precedenti generatori termoelettrici solari, l'apertura della conversione dell'energia elettrica solare-termica a un'ampia gamma di usi residenziali e industriali, un team di ricercatori del Boston College e del MIT riporta sulla rivista Materiali della natura .
Due tecnologie hanno dominato gli sforzi per sfruttare la potenza dell'energia solare. Il fotovoltaico converte la luce solare in corrente elettrica, mentre la generazione di energia solare termica utilizza la luce solare per riscaldare l'acqua e produrre energia termica. Le celle fotovoltaiche sono state ampiamente utilizzate come pannelli piatti, mentre la generazione di energia solare-termica impiega superfici che assorbono la luce solare realizzabili in ambienti residenziali e industriali su larga scala.
A causa delle proprietà limitate del materiale, i dispositivi solari termici finora non sono riusciti a generare energia elettrica a sufficienza. Il team ha introdotto due innovazioni:una superficie che assorbe meglio la luce grazie a materiali termoelettrici nanostrutturati potenziati, che è stato poi posto all'interno di una trappola di energia, pannello piatto sottovuoto. Combinato, entrambe le misure hanno aggiunto una maggiore capacità di generazione di elettricità alla tecnologia dell'energia solare-termica, ha detto il professore di fisica del Boston College Zhifeng Ren, un coautore del documento.
"Abbiamo sviluppato un pannello piatto che è un ibrido in grado di generare acqua calda ed elettricità nello stesso sistema, " ha affermato Ren. "La capacità di generare elettricità migliorando la tecnologia esistente a un costo minimo rende questo tipo di generazione di energia autosufficiente dal punto di vista dei costi".
Utilizzando metodi di ingegneria delle nanotecnologie, il team ha combinato materiali termoelettrici ad alte prestazioni e assorbitori solari spettralmente selettivi in una camera sottovuoto per aumentare l'efficienza di conversione, secondo i coautori, che includono il Soderberg Professor of Power Engineering del MIT Gang Chen, Studenti laureati e ricercatori del Boston College e del MIT presso GMZ Energy, una società di ricerca sull'energia pulita del Massachusetts co-fondata da Ren e Chen.
I risultati aprono un nuovo approccio promettente che ha il potenziale per ottenere una conversione economicamente vantaggiosa dell'energia solare in elettricità, un progresso che dovrebbe avere un impatto sui mercati dell'energia pulita residenziale e industriale in rapida espansione, secondo Ren.
"Le tecnologie solari-termiche esistenti fanno un buon lavoro generando acqua calda. Per il nuovo prodotto, questo produrrà sia acqua calda che elettricità, " ha detto Ren. "A causa della nuova capacità di generare elettricità preziosa, il sistema promette di offrire agli utenti un rimborso più rapido sul loro investimento. Questa nuova tecnologia può ridurre i tempi di ammortamento di un terzo".
