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Células solares para sistemas de transmissão de energia a laser

04.07.2021

O Fraunhofer Institute Solar Energy Systems ISE afirma ter alcançado uma taxa de eficiência de conversão de 68,9% para uma célula solar III-V que pode ser usada em sistemas de transmissão de energia a laser.

"Nesta nova forma de transferência de energia, a energia do laser é entregue através do ar ou através de uma fibra óptica para uma célula fotovoltaica cujas propriedades correspondem à potência e comprimento de onda da luz laser monocromática", explicaram os cientistas. "Em comparação com a transmissão de energia tradicional por fios de cobre, os sistemas de energia assistidos por luz são especialmente úteis para aplicações que exigem, por exemplo, uma fonte de alimentação isolada galvanicamente, proteção contra raios ou explosões, compatibilidade eletromagnética ou transmissão de energia completamente sem fio."

Os sistemas de transmissão de energia a laser não são muito diferentes dos sistemas de transmissão de energia baseados na tecnologia de micro-ondas. Esses sistemas convertem a fonte de alimentação em um emissor que gera radiação eletromagnética direcional que é posteriormente absorvida pelo receptor. Este último pode então converter essa energia em eletricidade, calor ou hidrogênio. Esses sistemas podem ser usados, entre outras coisas, para monitorar turbinas eólicas e linhas de alta tensão, bem como sensores de combustível em tanques de aeronaves e redes ópticas passivas.

A célula foi construída a partir de camadas cultivadas em um substrato de arseneto de gálio, que foi então removido, e um espelho altamente refletivo foi depositado na superfície traseira da estrutura semicondutora ultrafina restante. O refletor foi opticamente otimizado com uma combinação de cerâmica e prata, e o absorvedor de células foi baseado em arseneto de gálio dopado com nitrogênio e arseneto de alumínio-gálio do tipo p.

Outros pesquisadores do Fraunhofer ISE alcançaram uma eficiência de conversão de 35,9% em abril para uma célula solar monolítica III-V de três junções à base de silício. Em agosto de 2020, um instituto de pesquisa anunciou uma eficiência de conversão de 25,9% para células solares tandem III-V cultivadas diretamente em silício. Esta célula é uma versão modificada da célula solar III-V com uma eficiência de 34,5%, que é produzida por um processo conhecido como ligação direta de wafer, no qual as camadas III-V são primeiro depositadas em um arsenieto de alumínio e gálio (GaAs) substrato e, em seguida, pressionados todos juntos.

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Energia do espaço para Starship 08.05.2024

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máscaras de grafeno 19.09.2020

Uma equipe de especialistas em engenharia química e de materiais da Universidade de Hong Kong apresentou os resultados de sua pesquisa verdadeiramente extraordinária sobre o desenvolvimento de máscaras antibacterianas mais leves, melhores e mais eficazes contra bactérias de vários tipos. Em particular, hoje ficou conhecido que uma equipe de especialistas conseguiu apresentar não apenas um novo formato de máscaras como tal, mas uma base técnica conceitualmente nova para seu desenvolvimento, e estamos falando do uso do grafeno como base que elimina de bactérias. Dadas todas as pesquisas anteriores, fica claro que eles terão sucesso.

As primeiras pesquisas sobre o uso do grafeno como base para matar a maioria das bactérias nocivas conhecidas mostraram que o material realmente tem tais propriedades apenas se for obtido como uma camada fina sobre um filme de poliamida, aplicando-lhe dióxido de carbono, com a ajuda de um sistema de laser infravermelho. É essa abordagem que permite obter não apenas uma camada suficientemente densa de grafeno na superfície de um filme de poliamida, mas também torná-lo o mais resistente possível à maioria absoluta das bactérias.

Assim, otimizando esse processo, especialistas de Hong Kong conseguiram criar uma nova abordagem para a produção de máscaras antibacterianas com grafeno como principal componente antibacteriano e realizar testes apropriados - descobriu-se que a presença de grafeno é uma condição ideal para eliminando a grande maioria das bactérias nocivas, mesmo por um longo tempo depois de usar a máscara.

Por outro lado, os cientistas falam sobre a necessidade de lidar com a otimização do processo de criação de máscaras de grafeno com base em materiais mais compactos e de fácil acesso da forma mais precisa e correta possível, mas para tal abordagem é necessário levar a sério o otimização do processo como tal. Assim, resta apenas aguardar o final do atual estágio de desenvolvimento e os primeiros planos detalhados de especialistas para apresentar um sistema universal para o desenvolvimento de máscaras de grafeno.

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