Descoperire majoră pentru energia viitorului: Un material revoluționar transformă lumina solară în radiație UV de înaltă energie

O echipă de cercetători de la Universitatea Kyushu a reușit o descoperire considerată importantă în domeniul energiei solare, dezvoltând un material solid capabil să transforme lumina solară obișnuită în radiație ultravioletă de înaltă energie.

Cum funcționează noul material

Sistemul se bazează pe o structură moleculară proiectată astfel încât să controleze cu precizie distanțele dintre moleculele organice. Prin atașarea unor lanțuri alchil la atomii de carbon sp3 ai unei molecule de tip semiconductor organic, cercetătorii au reușit să creeze un echilibru fin între apropiere și separare la nivel molecular, potrivit SciTechDaily.

Acest design permite un transfer eficient de energie între stări excitate, fără pierderi majore, proces esențial pentru conversia luminii.

Din lumină vizibilă în UV

Mecanismul folosește un proces de tip „conversie ascendentă”, în care energia a doi fotoni de lumină vizibilă este combinată pentru a genera un singur foton ultraviolet, cu energie mai mare.

Deși fenomenul este cunoscut în fizica cuantică, realizarea sa eficientă în materiale solide, în condiții de lumină naturală, a fost până acum o provocare majoră.

Noul material a atins o eficiență de conversie de aproximativ 1,9% în lumina soarelui, un rezultat obținut în condiții reale de iluminare.

De ce contează lumina UV

Radiația ultravioletă, deși redusă ca proporție în lumina solară care ajunge la sol, are aplicații importante în industrie, de la purificarea aerului până la întărirea rășinilor utilizate în imprimarea 3D sau în domeniul medical și cosmetic.

Până acum, astfel de procese funcționau mai bine în soluții lichide, unde moleculele se pot mișca liber. Problema era însă instabilitatea și utilizarea solvenților toxici.

Noua abordare în stare solidă elimină aceste limite, oferind un material mai stabil și mai ușor de utilizat în aplicații practice.

Aplicații posibile și următorii pași

Cercetătorii spun că materialul ar putea deschide drumul către tehnologii alimentate direct de lumina soarelui, inclusiv fotocataliză, purificarea aerului sau procese de fabricație cu energie redusă.

Echipa de la Universitatea Kyushu a depus deja o cerere de brevet, iar materialul se remarcă și prin faptul că poate fi produs relativ simplu, din compuși accesibili.

Descoperirea vine după mai bine de un deceniu de cercetări în domeniul conversiei fotonice, coordonate de echipele de la Kyushu, și este privită ca un pas important în încercarea de a valorifica mai eficient energia solară la nivel molecular.