Forskare vid Swinburne University of Technologys Center for Translational Atomaterials har utvecklat en mycket effektiv solabsorberande film som absorberar solljus med minimal värmeförlust och snabbt värms upp till 83°C i en öppen miljö.

Metamaterialfilmen av grafen har stor potential för användning vid skörd och omvandling av solvärmeenergi, termofotovoltaik (direkt omvandling av värme till elektricitet), solavsaltning av havsvatten, avloppsrening, ljussändare och fotodetektorer.

Forskarna har utvecklat en prototyp för att demonstrera filmens fototermiska prestanda och termiska stabilitet. De har också föreslagit en skalbar och billig tillverkningsstrategi för att producera denna grafenmetamaterialfilm för praktiska tillämpningar.

"I vårt tidigare arbete, vi demonstrerade en 90 nm grafenmetamaterial värmeabsorberande film, " säger professor Baohua Jia, grundande direktör för Center for Translational Atomaterials.

"I detta nya verk, vi minskade filmtjockleken till 30 nm och förbättrade prestandan genom att minimera värmeförlusten. Detta arbete utgör en spännande pelare i vår atommaterialforskning."

Huvudförfattaren Dr. Keng-Te Lin säger:"Vår kostnadseffektiva och skalbara strukturerade grafenmetamaterial selektiva absorberare är lovande för energiskörd och omvandlingstillämpningar. Genom att använda vår film kan en imponerande sol- till ånga-effektivitet på 96,2 procent uppnås, som är mycket konkurrenskraftig för generering av rent vatten med förnybar energikälla."

Medförfattaren Dr. Han Lin tillägger:"Förutom den långa livslängden för det föreslagna grafenmetamaterialet, den solvärmeprestanda är mycket stabil under arbetsförhållanden, gör den attraktiv för industriellt bruk. Tjockleken på 30 nm reducerade avsevärt mängden grafenmaterial, vilket sparar kostnaderna, gör den tillgänglig för verkliga applikationer."