Polymer, který zachytí sluneční energii přes den a uvolní ji později jako teplo

22. leden 2016

Výzkumníci z MIT vyvinuli speciální polymerní materiál, který patří k takzvaným solárně tepelným médiím (solar thermal fuels - STFs) a má zároveň charakter pevné látky. Předchozí materiály podobného typu měly výhradně podobu kapalné suspenze.

Tento polymer je schopen zachycovat fotony slunečního světla a jejich energii prostřednictvím změny konfigurace či stavu molekuly azobenzenu, tedy ve formě změny její vnitřní chemické struktury. Dotyčné dva stavy molekuly azobenzenu se od sebe odlišují znatelně různými hodnotami vnitřní energie.

Později, například v noci nebo při jakékoliv jiné potřebě lze pomocí vhodného spouštěče tuto energii znovu uvolnit, konkrétně ve formě tepla. Teplo lze přitom v daném materiálu uchovávat i po několik dní. Pro jeho uvolnění stačí materiál mírně osvítit, zahřát či stimulovat nějakým elektrickým způsobem. Po uvolnění tepla se pak molekuly polymeru vrátí do předchozího nenabitého stavu čili příslušné nízkoenergetické konfigurace.

Výzkumníkům se povedlo připravit tento materiál ve formě tenké polymerní průhledné vrstvy či několika tenkých vrstev na sobě. Tloušťka každé z nich činí zhruba čtyři nebo pět mikrometrů. Tuto průhlednou vrstvu bude možno jednoduše a levně nanášet na nejrůznější povrchy, například na okna automobilů. Bude jí tak možno snadno využít např. v případě nutnosti odmrazení příslušných povrchů v zimě. Bude také možno vyrábět samoohřívací oděvy s touto speciální vrstvou, která se doslova nabije sluneční energií během dne a může pak svého nositele zahřívat v noci.

V současné době se umí daná polymerní tenká vrstva při své aktivaci ohřát na teplotu o 10 stupňů Celsia vyšší, než činí teplota okolí. Výzkumníci věří, že výhledově se jim toto číslo podaří zvýšit až na hodnotu plus 20 stupňů Celsia oproti teplotě okolí. Daný materiál přitom vydrží teploty až do 180 stupňů Celsia. Jistou vadou na kráse je zatím nepatrný žlutý nádech průhledné polymerní vrstvy. I to chtějí výzkumníci z MIT do budoucna změnit.

Zdroje: Phys.Org, MIT News, ScienceAlert, ExtremeTech, Futurism, Advanced Energy Materials, Kurzweil AI

autor: Pavel Vachtl
Spustit audio