Учёные представили революционное нанопокрытие, которое кардинально меняет подход к сбору солнечной энергии

Команда исследователей из Корейского университета (KU-KIST) разработала уникальный материал на основе крошечных золотых наночастиц. Эти частицы самоорганизуются в микроскопические сферы, которые исследователи ласково называют «супрашарами» или плазмонными коллоидными супершарами.

Обычные солнечные системы, будь то фотоэлектрические панели или тепловые коллекторы, используют лишь часть солнечного излучения: видимый свет составляет около 40–45 %, ультрафиолет — всего 3–5 %, а основная доля (50–55 %) приходится на инфракрасный диапазон, который большинство материалов попросту пропускают или слабо поглощают.

Новое покрытие решает эту проблему благодаря хитрому сочетанию физических эффектов: поверхностного плазмонного резонанса на отдельных наночастицах и миэ-резонансов внутри самих микросфер. В результате супрашары захватывают почти весь доступный солнечный спектр — от ультрафиолета до ближнего инфракрасного излучения.

Компьютерное моделирование показало, что правильно подобранные по размеру супрашары способны поглощать более 90 % падающего солнечного излучения. Реальные лабораторные тесты с имитатором солнечного света подтвердили результат: покрытие из супрашаров поглощало в среднем около 89 % энергии, тогда как традиционное покрытие из отдельных золотых наночастиц — всего 45 %.

Особенно впечатляющий эффект проявляется в термоэлектрических генераторах: благодаря гораздо более сильному нагреву и повышенному температурному градиенту мощность таких устройств вырастает примерно в 2,4 раза по сравнению с обычными аналогами.

Важный плюс технологии — простота изготовления. Золотые наночастицы собираются в супрашары самостоятельно в растворе, без сложных и дорогих процессов. Это открывает путь к масштабируемому и относительно недорогому производству.

Пока разработка находится на стадии лабораторных экспериментов, но авторы уверены: такие плазмонные супрашары могут стать удобным универсальным покрытием для разных типов солнечных установок — от тепловых коллекторов до термоэлектрических генераторов и даже в комбинации с фотоэлементами.

Золотые микросферы, которые ловят почти всё солнце, — ещё один маленький, но очень яркий шаг к более эффективной и доступной зелёной энергетике будущего.