Энергоресурсы стоят все дороже и это заставляет исследователей искать новые пути получения энергии. В этом плане Солнце является источником дешевой энергии. Главная задача в том, чтобы научиться ее собирать и использовать. Уже сейчас созданы солнечные панели, имеющие неплохие показатели эффективности, но и они не в состоянии полностью решить проблему. Ученые обратили внимание на то, что преобразовывать в энергию можно не только солнечный свет, но и тепло. Совместная работа американских и мексиканских исследователей была посвящена нахождению материалов, способных эффективно поглощать тепло.
Известно, что такие материалы должны быть темными, а в идеале черными. Для их изготовления применяются некоторые формы углерода и, в том числе, новый материал графен и углеродные нанотрубки. Но массовое производство теплопоглощающих материалов на их основе оказалось слишком затратным, что ставит под сомнение саму идею эффективного получения энергии. И тут научная группа из сотрудников Университета Хьюстона и Университета Индигена–де-Мичоакан обратила внимание на такой черный материал как сажа.
Сажа не только имеет «радикально черный цвет», но и является побочным продуктом сгорания углеводородного топлива. Сбор и использование сажи для получения тепла и энергии окажет позитивное влияние на экологию в целом и будет способствовать уменьшению углеродного следа многих производств, в циклах которых присутствует сжигание топлива и сажевые выбросы в атмосферу. При этом стоимость сажи стремится к нулю – требуется только оборудование для ее сбора, не требующее существенных материальных затрат.
Ученые начали экспериментировать с материалами на основе сажи и оценили их эффективность. Ими была сконструирована «солнечная печка», представляющая собой вогнутое зеркало, в центре которого располагается контейнер, покрытый черным материалом. Исследователи испытали в прототипе несколько вариантов покрытия – на основе графена, нанотрубок и сажи. И сажа, что удивительно, оказалась самым эффективным материалом для сбора тепла!
Проведенные тесты показали, что сажа на 96% лучше поглощает тепло, а световое излучение на 85% выше. При этом по сравнению с покрытием из графена покрытие на основе сажи оказалось в 1000 раз доступнее! Получаемое в «солнечной печке» тепло можно преобразовывать в энергию или использовать для отопления зданий, нагрева воды или обеспечения промышленных технологических процессов.