Cientistas Desenvolvem Janelas Solares Transparentes Usando Cristais Líquidos
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Uma equipe da Universidade de Nanquim desenvolveu um concentrador solar transparente que reveste vidros de janelas comuns. O dispositivo utiliza multicamadas de cristal líquido colestérico (CLC) com estruturas periódicas em escala submicrométrica para funcionar como um concentrador solar difrativo (CUSC). Ele canaliza a luz solar para as bordas da janela, onde as células fotovoltaicas capturam a energia. As descobertas foram publicadas na PhotoniX.
Revestimento Solar Inovador Une Clareza, Cor e Energia Limpa
Ao contrário dos concentradores convencionais propensos à distorção e baixa eficiência, o novo CUSC utiliza difração seletiva de polarização e guia de ondas para manter as janelas limpas. Com transmitância visível de 64,2% e índice de reprodução de cor de 91,3, ele gera energia limpa sem alterar a aparência.
O Dr. Dewei Zhang, coautor principal, afirmou que os filmes de cristal líquido personalizados difratam seletivamente a luz polarizada circularmente, direcionando-a para o guia de ondas de vidro em ângulos acentuados. “Essa configuração coleta até 38,1% da energia da luz verde incidente na borda da janela.”
Do Protótipo ao Potencial
Embora um protótipo de 1 polegada tenha conseguido alimentar um ventilador de 10 mW, por outro lado, simulações indicam que, com uma janela CUSC de 2 metros, seria possível, além disso, aumentar a captação de luz solar em até 50 vezes e, consequentemente, reduzir o uso de células fotovoltaicas em 75%. Pesquisadores também podem combinar o sistema com materiais fotovoltaicos de alta eficiência, como o arsenieto de gálio, para aumentar a conversão de energia.
Os pesquisadores fabricam os filmes CLC multicamadas por meio de fotoalinhamento e polimerização, e podem escaloná-los com a fabricação rolo a rolo. O design resiste à exposição prolongada e pode ser adaptado a janelas existentes, proporcionando um caminho sustentável para melhorias urbanas.
“O design CUSC marca um progresso na incorporação da tecnologia solar à arquitetura sem comprometer a estética”, disse o Professor Wei Hu. “Ele oferece uma abordagem prática e escalável para reduzir as emissões de carbono e alcançar a independência energética.”
Olhando para o futuro, os pesquisadores pretendem aprimorar a eficiência da banda larga e o controle da polarização, ao mesmo tempo em que expandem as aplicações para estufas agrícolas e telas solares transparentes. Seu objetivo de longo prazo é transformar vidro comum em superfícies ativas e produtoras de energia em todo o mundo.
Leia o Artigo Original Science Daily
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