Onderzoekers van het Centre for Translational Atomaterials van de Swinburne University of Technology hebben een zeer efficiënte zonne-absorberende film ontwikkeld die zonlicht absorbeert met minimaal warmteverlies en snel opwarmt tot 83°C in een open omgeving.

De grafeen-metamateriaalfilm heeft een groot potentieel voor gebruik bij het oogsten en omzetten van thermische zonne-energie, thermofotovoltaïsche (directe omzetting van warmte in elektriciteit), zonne zeewaterontzilting, afvalwater behandeling, lichtzenders en fotodetectoren.

De onderzoekers hebben een prototype ontwikkeld om de fotothermische prestaties en thermische stabiliteit van de film aan te tonen. Ze hebben ook een schaalbare en goedkope productiestrategie voorgesteld om deze grafeen-metamateriaalfilm voor praktische toepassingen te produceren.

"In ons vorige werk, we hebben een warmteabsorberende film van 90 nm grafeen metamateriaal gedemonstreerd, " zegt professor Baohua Jia, stichtend directeur van het Centre for Translational Atomaterials.

"In dit nieuwe werk we hebben de filmdikte teruggebracht tot 30 nm en de prestaties verbeterd door warmteverlies te minimaliseren. Dit werk vormt een spannende pijler in ons atomateriaalonderzoek."

Hoofdauteur Dr. Keng-Te Lin zegt:"Onze kosteneffectieve en schaalbare gestructureerde grafeen-metamateriaal-selectieve absorber is veelbelovend voor toepassingen voor het oogsten en omzetten van energie. Met behulp van onze film kan een indrukwekkende zonne-naar-damp-efficiëntie van 96,2 procent worden bereikt, die zeer concurrerend is voor de opwekking van schoon water met behulp van hernieuwbare energiebronnen."

Co-auteur Dr. Han Lin voegt toe:"Naast de lange levensduur van het voorgestelde grafeenmetamateriaal, de zonne-thermische prestaties zijn zeer stabiel onder werkomstandigheden, waardoor het aantrekkelijk is voor industrieel gebruik. De dikte van 30 nm verminderde de hoeveelheid grafeenmaterialen aanzienlijk, waardoor de kosten worden bespaard, waardoor het toegankelijk is voor real-life toepassingen."