Материал хорошо работает не только при высоких температурах, но и при сильном воздействии ультрафиолета, что делает его идеальным и для применения в космосе.
Исследовательская группа Корейского института науки и технологий (KIST) разработала термостойкий материал, который сохраняет свои оптические свойства даже при температуре 1000 градусов Цельсия и сильном ультрафиолетовом освещении. Материал может использоваться в различных областях применения, начиная от космоса и аэрокосмической промышленности и заканчивая тепловыми фотоэлектрическими системами (TPV).
Тепловое излучение — это термин, используемый для определения электромагнитного излучения, испускаемого всем веществом, температура которого выше абсолютного нуля. Излучение возникает в результате выделения тепла при движении зарядов в материале и высвобождается в виде электромагнитного излучения.
Ученые работали над использованием этого излучения в качестве источника энергии. Тепло от таких объектов, как тепловые электростанции и промышленные площадки, может быть использовано для обогрева, охлаждения и даже производства энергии при наличии подходящих огнеупорных материалов.
Большая часть этих исследований была сосредоточена на применении технологии в общих условиях окружающей среды. Для расширения сферы ее применения требуются более новые материалы, которые могут работать в экстремальных условиях.
Выработка электроэнергии от Солнца
В наших попытках постепенно отказаться от ископаемого топлива в различных частях мира реализуются крупномасштабные проекты по производству энергии с использованием солнечного света. Однако спектр солнечного излучения, который проникает на Землю, но остается неиспользованным, является еще одним возобновляемым ресурсом, который ученые хотят использовать.
«В качестве альтернативы возобновляемым источникам энергии солнца и ветра, производство электроэнергии в которых варьируется в зависимости от погоды, все большее внимание привлекает экологически чистая технология производства термоэлектрической энергии, использующая лучистую энергию Солнца и высокотемпературную окружающую среду для выработки электроэнергии», — сказал Чонбум Ким, старший научный сотрудник KIST, под руководством которого команда разработала новый термоупругий материал.
Согласно пресс-релизу, исследователи использовали методы импульсного лазерного осаждения для получения легированного лантаном оксида станната бария (LBSO) в виде наноразмерной тонкой пленки. Материал может сохранять свои эксплуатационные характеристики даже при воздействии температуры 1000 градусов Цельсия и интенсивного ультрафиолетового излучения мощностью 9 МВт / см2.
Исследовательская группа также изготовила термоизлучатель в инфракрасном диапазоне с использованием LBSO и обнаружила, что материал стабилен при использовании в многослойном виде или в виде тонкой пленки. Это открывает возможность использования LBSO для производства термофотовольтаической энергии (TPV). Интересно, что материал позволяет передавать тепловое излучение на фотоэлементы без посредников, тем самым предотвращая его окисление при контакте с воздухом.
«LBSO внесет свой вклад в решение проблемы изменения климата и энергетического кризиса путем ускорения коммерциализации производства термоэлектрической энергии», — добавил Ким в пресс-релизе.
Исследователи уверены, что LBSO найдет применение не только в производстве электроэнергии и утилизации отработанного тепла промышленного оборудования. Поскольку материал устойчив к воздействию ультрафиолета, он также может отводить тепло, выделяемое при поглощении или воздействии сильного солнечного света. Это обычно происходит в экстремальных условиях и может помочь в разработке приложений в областях авиации и космоса.