(PhysOrg.com) -- Hoogwaardige nanotech-materialen gerangschikt op een plat paneelplatform vertoonden een zeven tot acht keer hoger rendement dan eerdere thermo-elektrische zonnegeneratoren, het openstellen van zonne-thermische elektrische energieconversie voor een breed scala aan residentiële en industriële toepassingen, een team van onderzoekers van Boston College en MIT rapporteren in het tijdschrift Natuurmaterialen .

Twee technologieën hebben de inspanningen gedomineerd om de kracht van de energie van de zon te benutten. Fotovoltaïsche zonne-energie zet zonlicht om in elektrische stroom, terwijl zonne-thermische energieopwekking zonlicht gebruikt om water te verwarmen en thermische energie te produceren. Fotovoltaïsche cellen zijn op grote schaal ingezet als platte panelen, terwijl zonne-thermische energieopwekking gebruik maakt van zonlichtabsorberende oppervlakken die haalbaar zijn in residentiële en grootschalige industriële omgevingen.

Door de beperkte materiaaleigenschappen zonnethermische apparaten zijn er tot nu toe niet in geslaagd om economisch genoeg elektrische stroom op te wekken. Het team introduceerde twee innovaties:een beter lichtabsorberend oppervlak door verbeterde nanogestructureerde thermo-elektrische materialen, die vervolgens in een energieopsluiting werd geplaatst, vacuüm verzegeld flatpanel. gecombineerd, beide maatregelen voegden een verbeterde elektriciteitsopwekkingscapaciteit toe aan thermische zonne-energietechnologie, zei Boston College hoogleraar natuurkunde Zhifeng Ren, een co-auteur van het artikel.

"We hebben een plat paneel ontwikkeld dat een hybride is die in hetzelfde systeem warm water en elektriciteit kan opwekken. "zei Ren. "Het vermogen om elektriciteit op te wekken door bestaande technologie tegen minimale kosten te verbeteren, maakt dit type energieopwekking zelfvoorzienend vanuit een kostenoogpunt."

Met behulp van nanotechnologie-engineeringmethoden, het team combineerde hoogwaardige thermo-elektrische materialen en spectraal-selectieve zonneabsorbers in een vacuümkamer om de conversie-efficiëntie te verhogen, volgens de co-auteurs waaronder MIT's Soderberg Professor of Power Engineering Gang Chen, Boston College en MIT afgestudeerde studenten en onderzoekers bij GMZ Energy, een onderzoeksbureau voor schone energie uit Massachusetts, mede opgericht door Ren en Chen.

De bevindingen openen een veelbelovende nieuwe benadering die het potentieel heeft om kosteneffectieve omzetting van zonne-energie in elektriciteit te bereiken, een vooruitgang die van invloed zou moeten zijn op de snel groeiende residentiële en industriële markten voor schone energie, volgens Ren.

"Bestaande thermische zonne-energietechnologieën doen goed werk bij het genereren van warm water. Voor het nieuwe product hierdoor wordt zowel warm water als elektriciteit geproduceerd, " zei Ren. "Vanwege de nieuwe mogelijkheid om waardevolle elektriciteit op te wekken, het systeem belooft gebruikers een snellere terugverdientijd van hun investering te geven. Deze nieuwe technologie kan de terugverdientijd met een derde verkorten."