Använder små grafitpartiklar 1000 gånger mindre än bredden på ett människohår, maskiningenjörer vid Arizona State University hoppas kunna öka effektiviteten - och lönsamheten - hos solkraftverk.
Fotovoltaiska (PV) solpaneler dyker upp mer och mer på hustaken, men de är inte nödvändigtvis den bästa solenergilösningen. "Den stora begränsningen för PV-paneler är att de bara kan använda en bråkdel av det solljus som träffar dem, och resten blir bara till värme, vilket faktiskt skadar panelernas prestanda, " förklarar Robert Taylor, en doktorand i maskinteknik vid Arizona State University.
Ett alternativ som kan utnyttja allt solljus, inklusive lätta PV:er kan inte använda, är solfångaren. Syftet med dessa samlare – som tar formen av rätter, paneler, evakuerade rör, torn, och mer - är att samla upp värme som sedan kan användas för att koka vatten för att göra ånga, till exempel, som driver en turbin för att skapa elektricitet.
För att ytterligare öka effektiviteten hos solfångare, Taylor och hans kollegor har blandat in nanopartiklar – partiklar som är en miljarddels meter stora – i de värmeöverföringsoljor som normalt används i solvärmekraftverk. Forskarna valde grafitnanopartiklar, delvis för att de är svarta och därför absorberar ljus mycket bra, gör dem till effektiva värmefångare. I laboratorietester med små diskuppsamlare, Taylor och hans kollegor fann att nanopartiklar ökade värmeuppsamlingseffektiviteten med upp till 10 procent. "Vi uppskattar att detta kan innebära upp till 3,5 miljoner dollar per år mer intäkter för ett 100 megawatt solkraftverk, " han säger.
Vad mer, Taylor tillägger, grafitnanopartiklar "är billiga" - mindre än $1 per gram - men med 100 gram nanopartiklar som ger samma värmeuppsamlande yta som en hel fotbollsplan. "Det kan också vara möjligt att filtrera bort nanopartiklar av sot, som har liknande absorptionspotential, från kolkraftverk för användning i solsystem, " säger han. "Jag tycker att den idén är särskilt attraktiv:att använda en förorening för att skörda rent, grön solenergi."
