Colorantul de ceapă roșie ar putea fi ingredientul lipsă necesar pentru a consolida protecția ultraviolete (UV) pentru celulele solare, spun oamenii de știință.
Celulele solare sunt de obicei acoperite cu un film pe bază de petrol pentru a le proteja de degradarea indusă de UV. Aceste filme includ materiale pe bază de ulei, cum ar fi polivinil fluorură (PVF) și polietilenă tereftalat (PET).
În încercarea de a conduce adoptarea de filme realizate din materiale mai durabile, bazate pe biologic, Nanoceluloza a apărut ca un frontunner. Nanoceluloza este derivată din materiale pe bază de plante și este produsă prin descompunerea celulozei în fibre la nano-scală.
Cercetătorii din spatele noului studiu au descoperit că combinarea nanocelulozei cu un colorant obținut din extract de piele de ceapă roșie a furnizat „protecție UV foarte eficientă”. Echipa și -a publicat concluziile pe 24 februarie în Jurnal Materiale optice aplicate ACS.
Studiul a menționat că un film de protecție realizat din acest material a eliminat 99,9% din radiațiile UV, până la o lungime de undă de 400 de nanometri. În special, filtrul a depășit, de asemenea, un filtru UV comercial bazat pe PET, disponibil în prezent pe piață.
Aceasta reprezintă o „opțiune promițătoare în aplicațiile în care materialul de protecție ar trebui să fie bazat pe bio”, ” Rustem Nizamovun cercetător de doctorat la Universitatea din Turku din Finlanda, a spus într -un declaraţie.
Compromisuri vitale
În studiu, cercetătorii au comparat durabilitatea a patru filme de protecție realizate din nanofibre de celuloză. Acestea au fost tratate diferit cu extract de ceapă ED, lignină – un polimer care se găsește în pereții unor celule vegetale – și ioni de fier.
În timp ce toate acestea au oferit o protecție adecvată împotriva radiațiilor UV, opțiunea de vopsea de ceapă roșie a apărut ca fiind cea mai eficientă.
Celulele solare se confruntă cu un compromis critic, cu radiații UV sub 400 nm dovedindu-se dăunătoare, a menționat studiul. Cu toate acestea, transmiterea luminii vizibile – lungimi de undă între 700 și 1.200 nm – este crucială pentru a permite celulei să transforme radiația în electricitate.
Având în vedere acest lucru, dezvoltarea unui material care protejează atât celula solară, cât și facilitează absorbția energetică este esențială. Lignin, de exemplu, are o culoare maro închis, care „își limitează utilizarea în filme transparente”, potrivit declarației.
“Transmiterea acestor filme care conțin lignină este de obicei 50% între 400 și 600 nm și cel mult 85% peste 600 nm”, au adăugat cercetătorii.
În comparație, filmul de nanoceluloză tratat cu colorant de ceapă roșie a depășit 80% transmisie de lumină la lungimi de undă mai lungi (între 650 și 1.100 nm) și a menținut performanța pe o perioadă de testare extinsă.
Această perioadă de testare a evaluat durabilitatea și performanța filtrelor, plasându -le sub lumină artificială timp de 1.000 de ore – echivalentul a aproximativ un an de lumină solară într -un climat din Europa Centrală. Nizamov a menționat că această perioadă de examinare „a subliniat importanța” testării pe termen lung pentru filtrele UV. „Protecția UV și transmiterea ușoară a celorlalte filtre bazate pe bio s-au schimbat semnificativ în timp”, a spus el. “De exemplu, filmele tratate cu ioni de fier au avut o transmisie inițială bună, care s -a redus după îmbătrânire.”
Nizamov a spus că studiul are implicații largi pentru o serie de celule solare, în special Perovskite și fotovoltaica organică, precum și în alte industrii în care este necesară utilizarea unui filtru pe bază de bio.
Aceasta ar putea include ambalajele alimentare, de exemplu, unde celulele solare biodegradabile ar putea fi utilizate ca surse de energie pentru senzori în medii sterile.