O echipă de cercetători de la Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) din Canada a realizat un progres important în tehnologia energiei solare, dezvoltând un material capabil să transforme direct lumina solară în căldură, cu o eficiență fără precedent, conform Interesting Engineering.
Este vorba despre filme subțiri pe bază de Ti₄O₇, o fază specifică a oxidului de titan.
Materialul face parte dintr-un grup cunoscut sub denumirea de „faze Magnéli” — forme sub-stoechiometrice de oxid de titan, cu proprietăți electrice și chimice unice.
Până în prezent, aplicarea practică a acestui material a fost limitată din cauza metodelor tradiționale de sinteză. „Ti₄O₇ este sintetizat în mod clasic prin metode de reducere termică sub formă de pulbere”, a explicat Loick Pichon, doctorand la INRS și primul autor al studiului.
El a precizat că aceste metode nu permit, de regulă, obținerea fazei pure de Ti₄O₇ și nici controlul precis al compoziției, morfologiei și nanostructurii.
Pentru a depăși aceste limite, echipa profesorului My Ali El Khakani a utilizat pulverizarea magnetron, o tehnică de depunere în peliculă subțire, folosită frecvent în industria semiconductorilor. Această metodă a permis aplicarea de straturi de Ti₄O₇, de câteva sute de nanometri, pe diverse substraturi — inclusiv metal, siliciu și sticlă. „Acoperirea cu Ti₄O₇ schimbă complet proprietățile de suprafață ale substratului, care poate avea dimensiuni mari sau naturi diferite (plăci metalice, plăci de sticlă sau plachete de siliciu)”, a precizat profesorul El Khakani.
Realizarea acestor filme fototermale subțiri deschide perspective în mai multe domenii.
„Aceste acoperiri vor fi utilizate pentru fabricarea anodurilor de înaltă performanță, destinate decontaminării apei care conține poluanți persistenți”, a transmis echipa într-un comunicat.
Datorită rezistenței ridicate la coroziune și conductivității electrice excelente, materialul este potrivit și pentru producția de hidrogen și amoniac. De asemenea, „prin capacitatea sa excepțională de conversie fototermală, acest tip de acoperire este relevant pentru realizarea de ferestre inteligente cu încălzire, un avantaj important în ceea ce privește economia și eficiența energetică”, se arată în același comunicat.
„Științific, rezultatele muncii noastre reprezintă o contribuție majoră, deoarece stabilesc pentru prima dată relația fundamentală dintre capacitatea de absorbție optică a filmelor de Ti₄O₇ și eficiența lor de conversie fototermală”, a concluzionat profesorul El Khakani.
