(Phys.org) — Nu siliciumzonnecellen tot het verleden behoren, een Flinders University-onderzoeker heeft een nieuw computersysteem ontwikkeld om de beste opkomende koolstofnanobuisjes te vinden om de toekomst van brandstof te voorzien.

Als onderdeel van zijn doctoraat, postdoctoraal onderzoeker dr. Daniel Tune heeft een computermodelleringssysteem ontworpen dat laat zien welke combinatie van koolstofnanobuisjes het meeste zonlicht absorbeert, daardoor de meeste energie levert.

Terwijl silicium voornamelijk wordt gebruikt bij de vervaardiging van zonnecellen, met name de meeste commerciële zonne-installaties op het dak, Dr. Tune zei dat wetenschappers nu het gebruik van koolstofnanobuisjes onderzoeken als een goedkopere, milieuvriendelijkere optie.

Ongeveer 50, 000 keer kleiner dan een mensenhaar, deze 'nano'-lagen van blikkoolstof produceren energie door zonlicht te absorberen en kunnen in verschillende toepassingen worden gebruikt, inclusief raamzonnecellen die infrarood en schadelijke ultraviolette straling absorberen en omzetten in elektriciteit.

"Silicium is erg duur om te produceren, zowel in termen van geld als energieverbruik, maar koolstof is niet giftig en zeker niet schaars en koolstofnanobuisjes zouden heel goedkoop kunnen worden gemaakt, "Dr Tune, gevestigd in het Centrum voor Wetenschap en Technologie op nanoschaal, van de School voor Chemische en Exacte Wetenschappen, zei.

"In 2011, een andere groep onderzoekers uit de VS heeft met succes een zonnecel gefabriceerd met behulp van koolstofnanobuisjes, maar er zijn meer dan 70 verschillende soorten koolstofnanobuisjes die in dergelijke zonnecellen kunnen worden gebruikt, " hij zei.

"Dat riep de vraag op welke nanobuisjes, en welke combinaties van nanobuisjes, zijn het beste voor verschillende toepassingen, daarom heb ik het modelleersysteem ontwikkeld."

Dr. Tune zei dat koolstofnanobuisjes een verscheidenheid aan verschillende kleuren uit het zonlichtspectrum absorberen, daarom kan het systeem worden gebruikt om te identificeren welke kleuren de nanobuisjes absorberen, hoeveel energie ze opwekken en welke combinaties het meeste zonlicht opnemen.

"Er zijn maar zoveel soorten koolstofnanobuisjes die kunnen worden gemaakt. Individueel, ze vangen zelf niet veel zonlicht op, daarom is het belangrijk om te weten welke combinaties je moet gebruiken om het voordeel te maximaliseren, afhankelijk van de toepassing.

"Bijvoorbeeld, wetenschappers zouden het computermodel kunnen toepassen om een ​​combinatie van nanobuisjes te maken die het meeste infrarood maar niet zichtbaar licht absorbeert, het creëren van de transparante zonnecellen die kunnen worden gebruikt als raamcoating.

"Dit zou de extra voordelen hebben van het minimaliseren van schade aan meubels en accessoires, het verminderen van de behoefte aan airconditioning in warme klimaten zoals die van Australië, evenals het verbeteren van de efficiëntie van lokale elektriciteitsnetwerken door stroom te produceren op het punt van verbruik."

Een paper met co-auteur van Dr. Tune, getiteld:De potentiële efficiëntie van het oogsten van zonlicht van zonnecellen met koolstofnanobuisjes, werd gepubliceerd in de editie van juli 2013 van: Energie- en milieuwetenschappen .