Radiațiile ultraviolete deteriorează în mod constant celulele solare, dar o echipă de oameni de știință a reușit să obțină o protecție de 99,9% folosind un ingredient surprinzător: colorantul extras din ceapa roșie.
Cercetătorii susțin că acest colorant natural ar putea fi elementul esențial pentru a crea scuturi UV mult mai eficiente și sustenabile pentru panourile solare.
În prezent, celulele solare sunt acoperite cu pelicule protectoare fabricate din derivați ai petrolului, precum fluorura de polivinil (PVF) sau polietilen tereftalat (PET), pentru a preveni degradarea cauzată de razele UV. În căutarea unei alternative mai ecologice, nanoceluloza – un material derivat din plante, obținut prin descompunerea celulozei la scară nanometrică – a devenit un candidat principal.
Cum a fost folosită ceapa roșie pentru a îmbunătăți celulele solare
Într-un nou studiu, cercetătorii au descoperit că o combinație de nanoceluloză și colorant din coji de ceapă roșie oferă o „protecție UV foarte eficientă”. Echipa a publicat rezultatele pe 24 de februarie în jurnalul ACS Applied Optical Materials.
Această inovație reprezintă o „opțiune promițătoare pentru aplicațiile unde materialul de protecție trebuie să fie de origine biologică”, a declarat Rustem Nizamov, cercetător doctorand la Universitatea din Turku, Finlanda.
Performanță superioară pentru o energie solară eficientă
Un echilibru esențial este critic pentru celulele solare: radiațiile UV sub 400 nm sunt dăunătoare, dar lumina vizibilă, cu lungimi de undă între 700 și 1.200 nm, trebuie să treacă pentru a fi convertită în electricitate. Găsirea unui material care să protejeze celula fără a bloca energia utilă este, așadar, o provocare majoră.
În cadrul experimentelor, echipa a comparat patru tipuri de pelicule protectoare din nanofibre de celuloză, tratate cu extract de ceapă, lignină (un polimer din pereții celulari ai plantelor) și ioni de fier. Deși toate au oferit un anumit grad de protecție, soluția pe bază de ceapă roșie s-a dovedit a fi cea mai eficientă și durabilă.
De exemplu, lignina, având o culoare maro închis, limitează transparența peliculelor, permițând trecerea a cel mult 85% din lumină. În contrast, pelicula cu extract de ceapă a permis o transmisie a luminii de peste 80% la lungimi de undă mai mari (între 650 și 1.100 nm).
Performanța sa a rămas stabilă pe parcursul unui test de 1.000 de ore de expunere la lumină artificială, echivalentul unui an de lumină solară într-un climat central-european.
„Protecția UV și transmisia luminii la celelalte filtre pe bază biologică s-au modificat semnificativ în timp. De exemplu, peliculele tratate cu ioni de fier au avut o transmisie inițială bună, dar aceasta a scăzut după procesul de îmbătrânire.”, a explicat Nizamov.
Nizamov a concluzionat că studiul are implicații vaste nu doar pentru celulele solare de tip perovskit și cele organice, ci și pentru alte industrii, cum ar fi ambalajele alimentare, unde senzorii ar putea fi alimentați de celule solare biodegradabile.
Mai presus de detaliile tehnice, acest studiu subliniază o schimbare fundamentală de paradigmă: tranziția de la materiale derivate din petrol la soluții bio-inspirate, care nu doar că egalează performanța, dar o fac într-un mod sustenabil. Adevărata inovație nu stă doar în eficiența de 99,9%, ci în demonstrația că natura însăși deține cheia pentru a rezolva provocările tehnologice ale viitorului.
Această abordare, în care un subprodus comun precum coaja de ceapă devine o componentă high-tech, este esențială pentru dezvoltarea unei economii circulare și consolidează încrederea că tehnologia verde poate fi, în același timp, accesibilă, eficientă și cu adevărat prietenoasă cu mediul.
