Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) представили новый материал из вертикально ориентированные углеродных нанотрубок, который, по их утверждению, является самым черным веществом в истории.
Согласно результатам исследования, опубликованного в научном журнале ACS-Applied Materials and Interfaces, эта запатентованная технология углеродных нанотрубок (CNT) способна поглощать более 99,99% света.
"Любой объект, покрытый этим CNT-веществом, теряет свою пластичность и кажется совершенно плоским, сохраняя один лишь черный силуэт", – отметил один из создателей нового материала, профессор аэронавтики и космонавтики в MIT, Брайан Уордл. "Этот композит в 10 раз чернее, чем любая из известных науке субстанций, но я считаю, что поиск самого темного вещества на этом не заканчивается. Кто-то создаст еще более черный материал, и, в конце концов, мы поймем основные механизмы его действия и сможем вывести абсолютный черный".
Если утверждение ученых MIT верно, то их новинка существенно превосходит по основным характеристикам предыдущего рекордсмена – Vantablack, который был разработан с помощью низкотемпературного метода выращивания углеродных нанотрубок. На данный момент изучается возможность применения таких материалов для производства фотоэлектрических элементов, которые будут более эффективно улавливать солнечные лучи. Vantablack был разработан британской компанией Surrey NanoSystems и способен поглощать до 99,96% света.
Исследователи из Массачусетского технологического института ранее работали над улучшением электрических и тепловых свойств проводников, экспериментируя с алюминием и углеродными нанотрубками. Они заявили, что их новую разработку можно будет использовать для уменьшения бликов в оптических приборах, кроме того он может помочь космическим телескопам обнаруживать орбитальные экзопланеты.
Солнечный потенциал
Профессор Уордл отметил, что данный материал также может применяться в сфере солнечной энергетики. "Это одна из областей, которую мы считаем наиболее перспективной для внедрения этой технологии, поскольку углеродные нанотрубки напрямую соприкасаются с алюминием, т.е. между ними нет слоя оксида алюминия, ограничивающего электро- и теплообмен между этими двумя веществами", – отметил он.
Однако исследовательская группа MIT пока не рассматривала возможность использование этого материала для совершенствования технологий на основе черного кремния или производства солнечных элементов из CNT.
Долгое время энергетическая отрасль и вовсе обходила черный кремний вниманием, но с появлением алмазной проволочной пилы, крупные производители солнечных модулей, включая Canadian Solar, GCL Systems Integration и Suntech, начали активно интересоваться разработками в этой области.
Благодаря нанообразованиям на поверхности этого материала, можно производить солнечные элементы большего размера, которые смогут поглощать свет под различными углами. Обычные солнечные батареи сильно уступают таким модулям по показателям эффективности улавливания фотонов. Кроме того, черный кремний гораздо лучше поглощает более короткие световые волны.
Напомним, что фотоэлектрическая солнечная энергетика сегодня является ключевым сектором мировой электроэнергетики по объёмам ежегодно привлекаемых инвестиций и вводимых мощностей. В текущем году, по разным оценкам, в мире будет введено в эксплуатацию 114-130 ГВт солнечных электростанций. Консервативное Международное энергетическое агентство (МЭА) в своём недавнем прогнозе говорит, что солнечная энергетика прибавит 114 ГВт – рекордный объём за всю историю. Тайваньская компания EnergyTrend прогнозирует, что продажи солнечных модулей в 2019 году вырастут на 16% по сравнению с прошлым годом и достигнут 125,5 ГВт.
Ранее ЭлектроВести писали, что аналитики из Wood Mackenzie прогнозируют, что после небольшого спада в 2018 году, в этом году ожидается новый рекорд вновь установленной мощности солнечных электростанций на уровне 114,5 гигаватт. В начале 2020-х годов мировой рынок выйдет на уровень от 120 до 125 гигаватт в год, поскольку все больше и больше солнечных электростанций устанавливается на развивающихся рынках.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
