Компоненты для солнечных батарей могут быть изготовлены из дерева

Профессор Кати Миеттунен, доцент Яана Вапаавуори и докторант Язан аль Хадж изучают пленки из наноцеллюлозы. Фото: Микаэль Нюберг, Университет Аалто

Большинство оптических устройств, таких как солнечные батареи и специальное стекло, изготавливаются из невозобновляемых материалов. Одним из компонентов стекла является песок, который, согласно текущим прогнозам, не будет существовать вечно. Стекло, конечно, перерабатывается, но это требует много энергии.

Решением может стать использование возобновляемого сырья, считают исследователи из Университета Аалто и Университета Турку в Финляндии, Стокгольмского университета в Швеции и Университета Британской Колумбии в Канаде. Их исследование, опубликованное в журнале Advanced Materials, выявило возможности разрушения лигноцеллюлозы или растительной биомассы и ее рекомбинации для создания материалов для оптических применений.

Лигноцеллюлоза состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Они являются частью структур, поддерживающих практически все растения. Помимо лесов, лигноцеллюлоза встречается в побочных продуктах пищевой промышленности и сельского хозяйства.

В подходящих комбинациях мы могли бы получить: светоактивные покрытия для окон; материалы, которые реагируют на определенные химические вещества или пары; защитные материалы, которые поглощают вредное ультрафиолетовое излучение и, таким образом, действуют как крем для загара», — описывает Яана Вапаавуори, доцент (функциональные материалы) Университета Аалто.

Лигноцеллюлозу намного легче модифицировать, чем стекло.

«Например, её можно использовать для замены стекла в солнечных элементах, чтобы улучшить поглощение света и, следовательно, эффективность элементов», — говорит Кати Миеттунен, профессор материаловедения Университета Турку.

В настоящее время оптические материалы на биологической основе являются предметом фундаментальных исследований и прототипирования. Университет Аалто, например, разработал оптические волокна и светочувствительные ткани.

Вапаавуори считает, что скачок в коммерческое производство может быть вызван двумя причинами: новым регулированием, создающим большее давление на повторное использование отходов, или достаточно привлекательными результатами и прорывами в исследованиях.

«Мы считаем, что необходимо как политическое руководство, так и серьезные инвестиции в исследования», — говорит Вапаавуори.

Развитие инноваций замедляется из-за стоимости методов производства. Еще одна проблема заключается в том, как целлюлоза и вода реагируют друг на друга. «Целлюлоза, как известно, любит воду. Вот почему стабильность оптических материалов на основе целлюлозы во влажных условиях — это проблема, которую пытаются решить исследователи во всем мире», — говорит Вапаавуори.

ЯАНА ВАПААВУОРИ, УНИВЕРСИТЕТ ААЛТО, КАТИ МИЕТТУНЕН, УНИВЕРСИТЕТ ТУРКУ
forest.fi, 5.5.2022

Похожие записи

Добавить комментарий