La nuova tecnologia laser può migliorare la produzione di energia solare, secondo un team dell’Università di Rochester negli Stati Uniti. Il loro studio ha mostrato come forti impulsi laser al femto-secondo possono incidere strutture su nanoscala su superfici metalliche che assorbono selettivamente la luce solo alle lunghezze d’onda solari e riducono la dissipazione del calore ad altre lunghezze d’onda.

Il laser migliora una tecnologia già promettente

Come riportato in Materials Today, il laboratorio di Chunlei Guo ha recentemente utilizzato i laser per sviluppare strutture metalliche che non affondano indipendentemente dalla frequenza con cui sono danneggiate. Avevano anche sviluppato una tecnologia di elaborazione laser che trasforma i metalli lucidi quasi neri come la pece e in grado di catturare la radiazione in arrivo su una gamma di lunghezze d’onda molto ampia, compresa la gamma solare. Tuttavia, con il metallo nero una parte dell’energia assorbita viene dissipata attraverso il calore, quindi, il team ha ulteriormente sviluppato la tecnologia di incisione laser al femto-secondo per migliorare il controllo sull’assorbimento spettrale.

Con un controllo preciso dell’assorbimento, il metallo potrebbe assorbire più fortemente nello spettro solare. Il tal modo si ridurrà al minimo la perdita di calore a lunghezze d’onda maggiori. Come ha detto Chunlei Guo a Materials Today,

“per la prima volta siamo stati in grado di produrre un assorbitore solare metallico quasi perfetto. Abbiamo anche dimostrato un aumento del 130% dell’efficienza della generazione termoelettrica”.

Maggior controllo del calore generato

L’approccio migliora l’assorbimento spettrale poiché la superficie riduce anche la dissipazione del calore ad altre lunghezze d’onda, producendo il primo perfetto assorbitore solare metallico. Inoltre, lo sfruttamento dell’energia solare ha richiesto l’utilizzo di un generatore elettro-termico e un processo simile ha funzionato per cambiare il colore di una gamma di metalli, come blu, oro e grigio, oltre al nero.

Le applicazioni per la tecnologia potrebbero coinvolgere filtri colorati e dispositivi spettrali ottici. Si potrebbe persino permettere la produzione di automobili di diversi colori con un singolo laser. Poiché l’efficienza della generazione termoelettrica è relativamente bassa, la tecnologia ha un grande potenziale anche nella gestione del calore residuo. Il team sta cercando di perfezionare ulteriormente la gestione del calore per un’efficienza di generazione termoelettrica ancora maggiore. Un ulteriore obbiettivo sarà studiare strategie per implementare questa nuova tecnologia i ulteriori ambiti di ricerca e sviluppo.

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