Trädens löv kan ge energi
Forskare vid Linköpings universitet, har tagit fram en metod och ett material som genererar en elektrisk impuls vid övergången mellan sol till skugga.
– Växterna och deras fotosyntes påverkas hela tiden av växlingarna mellan sol och skugga. Vi har tagit inspiration från det och tagit fram en kombination av material där förändringarna i värme mellan sol och skugga genererar elektricitet.
Det säger Magnus Jonsson, docent och forskningsledare för forskargruppen inom organisk fotonik och nanooptik vid Laboratoriet för organisk elektronik. Resultatet har verifierats både i experiment och med hjälp av simuleringar.
Tillsammans med forskare vid Göteborgs universitet har Magnus Jonsson och hans forskargrupp tidigare tagit fram små nanoantenner som absorberar solljus och genererar värme. De nanosmå antennerna reagerar på ljus nära det infraröda spektrumet och bildar värme.
Mina Shiran Chaharsoughi, doktorand i forskargruppen, har tagit tekniken ett steg vidare. En liten optisk generator skapades genom att kombinera de små antennerna med en pyroelektrisk film. Det gör att det uppstår en elektrisk spänning över materialet när det värms upp eller kyls av. Förändringen av temperaturen gör att positiva och negativa laddningar rör sig åt varsitt håll och genererar en elektrisk ström.
Antennerna består av ytterst små metallskivor, i detta fall i guld, som är 160 nm (0,16 mikrometer) i diameter. De placeras på ett substrat och sätts sedan samman med en film av ett par olika polymerer som ger de pyroelektriska egenskaperna.
– Nanoantennerna kan tillverkas över stora ytor där de små skivorna placeras på jämna avstånd från varandra, i vårt fall sitter de med cirka 0,3 mikrometers mellanrum. Vi har använt guld eller silver, men de kan även tillverkas i aluminium eller koppar, säger Magnus Jonsson.
Antennerna ger värme som sedan omvandlas till elektricitet med hjälp av ett polariserat polymermaterial. Graden av polarisering påverkar hur hög effekten blir.
– Forskningen är bara i sin linda, men kanske kan vi i framtiden utnyttja de naturliga skillnaderna mellan sol och skugga i träden för att skörda energi, säger Magnus Jonsson.