Лазер создал идеальный поглотитель солнечной энергии

Это улучшило эффективность выработки тепловой энергии на 130 процентов по сравнению с необработанным вольфрамом

Исследователи из лаборатории Университета Рочестера недавно использовали лазер для создания непотопляемых металлических структур. А теперь они демонстрируют, как эта же технология может быть использована для создания высокоэффективных поглотителей солнечной энергии.

В связанной статье журнала Light: Science & Applications, https://www.nature.com/articles/s41377-020-0242-y, описываются результаты травления фемтосекундными лазерными импульсами металлических поверхностей, которые не только увеличивают поглощение энергии солнечного света, но и уменьшают рассеивание тепла, относящегося к другим длинам волн.

Прямая фемтосекундная лазерная обработка - это технология, способная эффективно изменять оптические, электрические, механические и трибологические свойства материалов для широкого спектра применений.

Создание случайных структур с помощью импульсов фемтосекундного лазера придает новые свойства материалам, например, идеальное поглощение света, супергидрофобность и супергидрофильность, со многими потенциальными применениями в биомедицинской, экологической и энергетической областях.

Однако, способности проектирования этих свойств очень ограничены, поскольку они происходят из случайных структур со случайными размерами, геометрией и плотностями.

Обычная металлическая поверхность обладает высокими отражающими способностями. Несколько лет назад сотрудники лаборатории разработали технологию «черного металла», которая придала блестящим металлам черный цвет. «Но, чтобы сделать идеальный солнечный поглотитель, необходимо было нечто большее, чем черный металл, и в результате был получен этот селективный поглотитель».

Исследователи экспериментировали с алюминием, медью, сталью и вольфрамом, и обнаружили, что вольфрам, который обычно и применяется для поглощения солнечного тепла, показал самую высокую эффективность после обработки травлением и появления от этого на его поверхности наноразмерных структур. Это улучшило эффективность выработки тепловой энергии на 130 процентов по сравнению с необработанным вольфрамом.