Met behulp van minuscule grafietdeeltjes die 1000 keer kleiner zijn dan de breedte van een mensenhaar, werktuigbouwkundigen van de Arizona State University hopen de efficiëntie - en winstgevendheid - van zonne-energiecentrales te vergroten.

Fotovoltaïsche (PV) zonnepanelen duiken steeds vaker op op daken, maar ze zijn niet per se de beste oplossing voor zonne-energie. "De grote beperking van PV-panelen is dat ze slechts een fractie van het zonlicht dat erop valt, kunnen gebruiken, en de rest verandert gewoon in warmte, die eigenlijk de prestaties van de panelen schaadt, " legt Robert Taylor uit, een afgestudeerde student werktuigbouwkunde aan de Arizona State University.

Een alternatief dat gebruik kan maken van al het zonlicht, inclusief lichte PV's die niet kunnen worden gebruikt, is de thermische zonnecollector. Het doel van deze verzamelaars - die de vorm aannemen van borden, panelen, geëvacueerde buizen, torens, en meer - is om warmte te verzamelen die vervolgens kan worden gebruikt om water te koken om stoom te maken, bijvoorbeeld, die een turbine aandrijft om elektriciteit op te wekken.

Om het rendement van zonnecollectoren verder te verhogen, Taylor en zijn collega's hebben nanodeeltjes - deeltjes van een miljardste meter groot - gemengd in de warmteoverdrachtsoliën die normaal worden gebruikt in thermische zonne-energiecentrales. De onderzoekers kozen voor grafiet nanodeeltjes, deels omdat ze zwart zijn en daardoor licht zeer goed absorberen, waardoor ze efficiënte warmtecollectoren zijn. In laboratoriumtests met kleine schotelcollectoren, Taylor en zijn collega's ontdekten dat nanodeeltjes de efficiëntie van het verzamelen van warmte tot 10 procent verhoogden. "We schatten dat dit tot 3,5 miljoen dollar per jaar meer inkomsten zou kunnen betekenen voor een zonne-energiecentrale van 100 megawatt. " hij zegt.

Bovendien, Taylor voegt eraan toe, grafiet nanodeeltjes "zijn goedkoop" - minder dan $ 1 per gram - maar met 100 gram nanodeeltjes die hetzelfde warmteverzamelende oppervlak bieden als een heel voetbalveld. "Misschien is het ook mogelijk om nanodeeltjes van roet eruit te filteren, die een vergelijkbaar absorptievermogen hebben, van kolencentrales voor gebruik in zonnestelsels, " zegt hij. "Ik denk dat dat idee bijzonder aantrekkelijk is:een vervuilende stof gebruiken om schoon te oogsten, groene zonne-energie."