Forskare vid Empa och ETH Zürich lyckades utveckla ett material som fungerar som en självlysande solkoncentrator och till och med kan appliceras på textilier. Detta öppnar upp för många möjligheter att producera energi direkt där den behövs, dvs i användningen av vardagselektronik.

Vår hunger efter energi är omättlig, den fortsätter till och med att öka med det ökande utbudet av nya elektroniska prylar. Vad mer, vi är nästan alltid på resande fot och är därför permanent beroende av en strömförsörjning för att ladda våra smartphones, surfplattor och bärbara datorer. I framtiden, eluttag (åtminstone för detta ändamål) kan möjligen bli föråldrade. Elen skulle då komma från våra egna kläder – med hjälp av en ny polymer som appliceras på textilfibrer, jackor, T-shirts och liknande skulle snart kunna fungera som solfångare och därmed som mobil energiförsörjning.

Gör självlysande material flexibla

Material som kan använda indirekt eller omgivande ljus för energigenerering används redan i solenergiindustrin. Dessa material innehåller speciella självlysande material och kallas "luminescerande solkoncentratorer, ' eller förkortat LSC. De självlysande materialen i LSC fångar upp diffust omgivande ljus och överför dess energi till själva solcellen, som sedan omvandlar ljus till elektrisk energi. Dock, LSC:er finns för närvarande endast som styva komponenter och är olämpliga för användning i textilier eftersom de varken är flexibla eller genomsläppliga för luft och vattenånga. En tvärvetenskaplig forskargrupp ledd av Luciano Boesel från Laboratory for Biomimetic Membranes and Textiles har nu lyckats inkorporera flera av dessa självlysande material i en polymer som ger just denna flexibilitet och luftgenomsläpplighet.

Välkänd polymer med sofistikerade egenskaper

Detta nya material är baserat på Amphiphilic Polymer Co-Networks, eller APCN för kort, en polymer som länge varit känd inom forskningen och som redan finns på marknaden i form av silikon-hydrogel-kontaktlinser. Polymerens speciella egenskaper – permeabilitet för luft och vattenånga samt flexibilitet och stabilitet – är också fördelaktiga för det mänskliga ögat och bygger på speciella kemiska egenskaper. "Anledningen till att vi valde just denna polymer är det faktum att vi kan inkorporera två oblandbara självlysande material i nanoskala och låta dem interagera med varandra. Det finns, självklart, andra polymerer, där dessa material skulle kunna integreras men detta skulle leda till aggregering, och produktion av energi skulle således inte vara möjlig, " förklarar Boesel.

Ljusa solenergikoncentratorer för kläder

I samarbete med kollegor från två andra Empa-labb, Tunna filmer och solceller och avancerade fibrer, Boesels team lade till två olika självlysande material till gelvävnaden, förvandla den till en flexibel solenergikoncentrator. Precis som på storskaliga (styva) samlare, de självlysande materialen fångar ett mycket bredare ljusspektrum än vad som är möjligt med konventionella solceller. De nya solkoncentratorerna kan appliceras på textilfibrer utan att textilen blir spröd och känslig för sprickbildning eller ackumulering av vattenånga i form av svett. Solkoncentratorer som bärs på kroppen erbjuder en enorm fördel för den ständigt ökande efterfrågan på energi, speciellt för bärbara enheter.