Ovo znanstveno otkriće čini zajednički biljni otpad ključem za zaštitu budućih solarnih ćelija.
Negdje u Finskoj gotovo nevidljiva folija blijedo ružičaste boje, koja podsjeća na kožu luka, štiti solarnu ćeliju od sunca koje ga napajaju. To nije trik moderne alkemije ili laboratorijske znatiželje. To su primijenjena znanost, održivi razvoj i možda budućnost fotonaponskih tehnologija.
Vanjski slojevi crvenog luka, koji završavaju u kompostu ili na dnu smeća, nisu samo presavijeni iz celuloze i pigmenata. Sadrže i antocine – spojeve koji imaju prirodnu osjetljivost na ultraljubičasto zračenje. To je bila pažnja grupe europskih znanstvenika koji su odlučili promijeniti način zaštite naših solarnih panela. Studia objavljena u ACS primijenjenim optičkim materijalima, koje su izveli znanstvenici sa sveučilišta u Turku i Aalto (Finska) i Wageningen (Nizozemska), prvi put je uspoređivala četiri biološke krema za sunčanje. Jedna od njih, napravljena od nanoceluloze obojene crvenim lukom (Allium CEPA), čak je nadmašio standardni komercijalni filter na temelju PET -a. Ovo nije metafora: blokirao je 99,9 % ultraljubičastog zračenja s valnom duljinom manjom od 400 nanometara, što značajno prelaze učinkovitost industrijskih filtera iz naftnih proizvoda.
Biljni filter koji prenosi dobro svjetlo
Međutim, pravo iznenađenje nije bilo samo njegova sposobnost blokiranja štetne svjetlosti, već i činjenica da Istodobno, više od 80 % vidljivog i infracrvenog svjetla (od 650 do 1100 nanometara) oslobodilo se bez prepreka (od 650 do 1100 nanometara) . I sve bez gubitka učinkovitosti u roku od 1000 sati od kontinuiranog učinka umjetne svjetlosti, što odgovara cijeloj godini pod Srednjoeuropskom suncu.
Znanstvenici ne skrivaju da ovo otkriće ima ne samo tehnički, već i simbolički značaj. U svijetu prepune plastike i ekoloških problema, prerada biljnog otpada u tehnološki napredna rješenja ima ogroman kulturni značaj. Luk, koji se obično nalazi u kuhinji i na prvi je pogled neprimjetan, neočekivano postaje heroina u borbi protiv zastarjelosti čiste energije.
“Folija ekstrakta luka nije samo učinkovita, već je i stabilna s vremenom”, kaže vođa istraživanja Rust Nizamov u nekoliko priopćenja za javnost. Njegov je ton oprezan, što je sasvim razumljivo osobi koja je testirala svoj izum u jednom od najagresivnijih materijala za materijale: na solarnoj ćeliji osjetljivom na boju (DSSC), što je izuzetno osjetljivo na ultraljubičasto zračenje.
Od pigmenata do solarne energije
DSSC tehnologija, iako manje poznata od tradicionalnog silicija, popularna je u laboratorijama zbog svoje učinkovitosti pod slabom rasvjetom i estetikom koja vam omogućuje postavljanje različitih boja i oblika. Međutim, također je krhka: bez zaštite, može se početi raspadati nakon dva dana. Stoga, uspjeh biljnog filtra nije manje važan. Prema studiji, takva zaštita može produžiti život stanica do 8500 sati u odnosu na 1500 sati koje nudi referentni komercijalni filter.
Ostali testirani materijali – lignin, tamni i izdržljiv prirodni polimer i željezo (III), za koje se zna da apsorbiraju UV zračenje svojim svojstvima – dali su prihvatljive rezultate u kratkotrajnom horizontu, ali s vremenom su izgubili učinkovitost. Na primjer, željezo je pokazalo dobru početnu propusnost svjetla, što se, međutim, smanjivalo starenjem napretka. Unatoč učinkovitosti UV zračenja, ligninske boje filtriraju u mat smeđu boju, sprečavajući prolazak vidljive svjetlosti. I bez vidljivog svjetla nema struje.
Glavna stvar je transparentnost. Zaštitite, ali ne blokirajte ono što vam daje energiju. Upravo ovdje ekstrakt luka igra odlučujuću ulogu. Ne samo da apsorbira ultraljubičasto zračenje, već ne sprječava prolazak korisne svjetlosti. To je vrsta nevidljivog štita koji štiti ćeliju bez ikakvog zahtjeva.
Proces proizvodnje je jednostavan: ljuska luka kuha se u blago kiseloj vodi za izvlačenje pigmenata bogata antocijanima. Ti se pigmenti dodaju u nanocelulozne folije – mikroskopske mreže površnih vlakana dobivenih iz breze – koje apsorbiraju boju poput spužve . Rezultat je fleksibilna biorazgradiva folija s nevjerojatnim optičkim svojstvima.
Važnost ovog rada premašuje okvir konvencionalnih solarnih panela. Prema autorima, ove se folije mogu koristiti u novim tehnologijama, poput solarnih ćelija Perovskit ili biorazgradive elektroničke opreme. Oni se čak mogu ugraditi u “pametno” ambalažu hrane, gdje senzori pokreću minijaturni solarni paneli otkrivaju zagađenje ili promjene temperature. Postoji nekoliko aplikacija u kojima priroda ne isključuje funkcionalnost.
Osim znanosti, ovo otkriće postavlja važnije pitanje: ovisi li rješenje naših tehnoloških problema o oporavku zaboravljenog znanja? Ideja korištenja biljnih boja za zaštitu od sunca nije nova. Od tkanine u boji Indigo u drevnom Egiptu do kišobrana voštanog papira u Japanu – mnoge su kulture koristile prirodne resurse za proizvodnju krema za sunčanje prije pojave moderne kemije.
Sada su se jezik i opseg promijenili. Znanstvenici izvlače pigmente ne pomoću maltera i malleta, već ultrazvukom i filtracijom. Celulozna vlakna ne, ali se širi na razini nanometra. Međutim, suština ostaje ista jer pretpostavlja percepciju prirode ne kao pasivni rezervoar resursa, već kao rješenje aktivnog resursa.
U konačnici, ova studija ne nudi samo tehnička poboljšanja, već i promjenu stajališta. U lice beskrajnih obećanja o plastici, koja nam je desetljećima ponudila trajnost bez posljedica, traži moderne znanstvene materijale koji dobro djeluju i nestaju neupadljivo. Kao ljuska luka koji ispunjava svoju svrhu i lako se otapa.
