Investigadores de la Universidad de Sydney, la Universidad de Tecnología de Swinburne y la Universidad Nacional de Australia (ANU) han colaborado para desarrollar una película ultrafina de absorción solar que tiene un gran potencial de uso en la captación de energía solar térmica.
Descrito en la revista Nature Photonics, el metamaterial de grafeno a 90 nm es 1000 veces más fino que un cabello humano y puede calentarse rápidamente hasta 160 ° C bajo la luz solar natural en un ambiente abierto.
«El efecto físico que causa esta extraordinaria absorción en una capa tan delgada es bastante general y, por lo tanto, abre muchas aplicaciones interesantes«, dijo el coautor del estudio, el Dr. Bjorn Sturmberg, quien completó su doctorado en la Universidad de Sydney y ahora es profesor. en la ANU.
Los investigadores sugieren que el material abre nuevas vías en la termofotovoltaica (la conversión directa de calor en electricidad); desalinización solar de agua de mar; iluminación infrarroja y calefacción; componentes ópticos (moduladores e interconexiones para dispositivos de comunicación); y fotodetección. Incluso podría llevar al desarrollo de una «tecnología de camuflaje invisible» a través del desarrollo de películas delgadas a gran escala que encierran los objetos a «ocultar».
«Nuestro absorbente de grafeno rentable y escalable es prometedor para aplicaciones integradas a gran escala, tales como captación de energía, emisores térmicos, interconexiones ópticas, fotodetectores y moduladores ópticos«, dijo el Dr. Han Lin, investigador principal del Centro para Microondas de Swinburne. Fotónica y primer autor sobre el papel.
«La fabricación en un sustrato flexible y la robustez derivada del grafeno lo hacen adecuado para uso industrial«, agregó el Dr. Keng-Te Lin, otro autor de Swinburne.
Los investigadores han desarrollado un prototipo funcional de 2,5 x 5 cm para demostrar el rendimiento fototérmico del absorbente de metamaterial a base de grafeno. También han propuesto una estrategia de fabricación escalable para fabricar el absorbente basado en grafeno propuesto a bajo costo.
«En este trabajo, la capa reducida de óxido de grafeno y las estructuras de la rejilla se recubrieron con una solución y se fabricaron con un método de nanofabricación por láser, que son tanto escalables como de bajo costo«, dijo el profesor Baohua Jia, líder de investigación, Tecnología Solar Nanofotónica, en el Centro de Swinburne. para micro-fotónica.
«Esta es una de las muchas innovaciones de grafeno en nuestro grupo».
Leyenda de la imagen: Esquema del absorbedor de metamaterial a base de grafeno. Fuente: Nature Photonics.
