Του Γιάννη Παλιούρη
Τις τελευταίες δεκαετίες τα ηλιακά κύτταρα, τα γνωστά σε όλους «φωτοβολταϊκά», έχουν γίνει πολύ πιο αποδοτικά και κυρίως πολύ πιο φθηνά, οδηγώντας σε εκρηκτική ανάπτυξη την παραγωγή ενέργειας από τον ήλιο. Ωστόσο έχουν ένα μεγάλο μειονέκτημα - δεν κινούνται. Αυτό σημαίνει ότι το φως του ήλιου φτάνει στην επιφάνειά τους υπό γωνία κάτι που εμποδίζει τη μέγιστη παραγωγή ενέργειας. Ένα νέο πολυμερές υλικό, εμπνευσμένο από τον ηλιανθό, μπορεί να ακολουθεί την πορεία του άστρου μας στον ουράνιο θόλο, δίνοντας υποσχέσεις για την κατασκευή μιας νέας γενιάς, πολύ πιο αποδοτικών, ηλιακών πάνελς.
Το νέο υλικό, που περιγράφεται σε δημοσίευση στο περιοδικό Nature Nanotechnology, διαθέτει την ικανότητα του φωτοτροπισμού, δηλαδή ακολουθεί τον ήλιο στο καθημερινό του ταξίδι στον ουρανό. Ο εφευρέτης, Ξιαόσι Κιαν, του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας και η ομάδα του ονόμασαν το νέο πολυμερές SunBOΤ. Κάθε στέλεχος έχει διάμετρο περίπου ενός χιλιοστού και εγχέεται με ένα νανοϋλικό που μετατρέπει το φως σε θερμότητα. Όταν το φως χτυπά στην επιφάνεια, το υλικό θερμαίνεται και συρρικνώνεται, κάμπτοντας τα σημεία του στελέχους απευθείας προς την πηγή του φωτός.
Κατά τη διάρκεια των δοκιμών οι ερευνητές βύθισαν τα SunBOTs σε νερό και μέτρησαν το ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας που δέσμευαν. Με έκπληξη διαπίστωσαν ότι ήταν 400% περισσότερο σε σύγκριση με τα συμβατικά υλικά που δεν παρακολουθούν τον Ήλιο. Τα υφιστάμενα ηλιακά κύτταρα «φυλακίζουν» περίπου το 24% του διαθέσιμου ηλιακού φωτός. Τα SunBOTS θα μπορούσαν να εκτοξεύσουν το ποσοστό αυτό στο 90%.
To 2017 το σύνολο των εγκατεστημένων ηλιακών πάρκων σε παγκόσμια κλίμακα ανήλθε σχεδόν στα 398 GW και παρήγαγε πάνω από 460 TWh ενέργειας, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 2% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ισχύος.
Σε ό,τι αφορά τη μέθοδο κατασκευής και σε αυτή την περίπτωση έβαλε το χέρι της η νανοτεχνολογία, καθώς τα SunBOTS είναι ένα κράμα από νανοσωματίδια χρυσού και υδρογέλη. Πρόσθετα πειράματα έδειξαν ότι άλλα υλικά, όπως τα νανοσωματίδια αιθάλης και υγρά κρυσταλλικά πολυμερή, είναι επίσης λειτουργικά.
Ενώ η πιο προφανής χρήση είναι η βελτίωση των ηλιακών κυψελών, η ερευνητική ομάδα αναφέρει ότι οι ευαίσθητοι στο φως μίσχοι μπορεί να έχουν και άλλες εφαρμογές, όπως δέκτες σημάτων, «έξυπνα» παράθυρα ακόμα και ηλιακά ιστία για διαστημόπλοια.
