Cat solar ialah cat yang, selain memberikan warna dan perlindungan pada permukaan (dinding, pintu, laluan pejalan kaki, dll.), mempunyai keupayaan untuk bertindak balas terhadap cahaya matahari untuk menghasilkan tenaga yang bersih dan lestari.
Terdapat dua jenis cat ini: satu yang menghasilkan elektrik, yang telah dikaji dan dibangunkan sedekad yang lalu, dan versi yang lebih baharu yang bertindak balas dengan wap air di udara, hasil daripada cahaya matahari, dan mampu menjana hidrogen. Kedua-dua cat solar sangat menarik untuk memanfaatkan sumber semula jadi dan menjana tenaga bersih yang tidak habis-habis. Tetapi bolehkah saya membelinya di kedai? Kami akan menerangkan semuanya di bawah.
Asal usul: di mana ia muncul, evolusi dan perkembangan
Keperluan untuk mencari cara baharu bagi menjana tenaga yang bersih dan lestari telah mendorong banyak universiti dan organisasi untuk mengkaji setiap kemungkinan. Contohnya, para penyelidik di Universiti Notre Dame di Indiana, Amerika Syarikat, telah menerbitkan sebuah artikel pada akhir tahun 2011 bertajuk “Cat Suria yang Boleh Dipercayai Matahari: Pendekatan Satu Langkah Transformatif untuk Mereka Bentuk Sel Suria Nanokristalin,” yang memperincikan kajian mereka dan sifat-sifat cat ini untuk menghasilkan elektrik, sama seperti panel solar fotovoltaik.
Untuk pembangunan mereka, mereka menggunakan pes bebas pengikat yang terdiri daripada nanopartikel semikonduktor CdS, CdSe dan TiO2, yang disapu pada permukaan kaca konduktif dan disepuh lindap pada suhu 473 K. Tingkah laku fotokonversi elektrod filem semikonduktor ini dinilai dalam sel fotoelektrokimia yang terdiri daripada elektrod balas grafena-Cu2S dan pasangan redoks sulfida/polisulfida. Semasa ujian, voltan litar terbuka sehingga 600 mV dan arus litar pintas 3.1 mA/cm2 telah diperoleh dengan elektrod CdS/TiO2 dan CdSe/TiO2. Tambahan pula, kecekapan penukaran tenaga melebihi 1% telah dicapai untuk sel solar yang dibina menggunakan pendekatan berus mudah konvensional di bawah keadaan ambien.
Cat jenis ini telah berkembang menjadi produk komersial, yang dikeluarkan oleh beberapa syarikat seperti SolarPaint Ltd., yang terletak di Israel. Berdasarkan kajian awal dari Universiti Notre Dame, SolarPaint telah membangunkan dan mempatenkan "Solar Paint" dan telah memasarkannya sejak tahun 2018. Tetapi seperti yang dinyatakan sebelum ini, satu lagi kajian dari Institut Teknologi Diraja Melbourne (RMIT) telah membangunkan cat solar yang mampu menyerap wap air untuk menghasilkan bahan api hidrogen. Ini adalah revolusi sebenar dalam bidang bahan lestari—sumber tenaga bersih tepat di dinding anda. Malah, hidrogen dianggap sebagai salah satu sumber tenaga bersih masa depan. Kajian ini hanyalah fasa awal cat solar baharu ini, dan penyelidikan lanjut diperlukan untuk memanfaatkan hidrogen yang boleh dijananya. Oleh itu, kita tidak akan mempunyai berita yang lebih baik untuk beberapa tahun.
Ciri-ciri Cat Solar
Apabila kita bercakap tentang cat solar fotovoltaik, rahsia teknologi yang dipatenkan oleh syarikat SolarPaint adalah penggunaan "titik kuantum", yang merupakan pengeluar tenaga nanopartikel. Titik kuantum digantung (dicairkan) dalam campuran air dan alkohol dan diubah menjadi cat solar. Ia kemudiannya boleh digunakan pada mana-mana permukaan konduktif yang mengumpul tenaga tanpa sebarang peralatan khas. "Grid elektrod" SolarPaint (diperbuat daripada wayar ultra halus yang serupa dengan kelambu) dan lapisan cat solar yang diresapi nanopartikel boleh menjana tenaga solar apabila digunakan pada bumbung, dinding, dan, pada masa hadapan, walaupun jalan raya. Teknologi ini boleh menjadi pengubah permainan untuk panel solar tradisional, yang jelas terhad oleh kawasan tanah terhad yang secara tradisinya digunakan oleh industri solar.
Bagaimanakah ia berfungsi?
Cat Solar , atau cat solar fotovoltaik, ialah sumber tenaga solar alternatif yang menggunakan cat untuk menjana elektrik apabila terdedah kepada cahaya matahari. Elektrik ini kemudiannya dipindahkan ke bateri kereta. Disebabkan oleh bahan yang dipanggil perovskit, penyemburan cat ini mengubah mana-mana permukaan menjadi panel solar. Ia terutamanya terdiri daripada kalsium titanat dan lebih murah daripada silikon untuk panel solar. Tambahan pula, panel ini boleh menjadi lebih nipis daripada panel tradisional.
Ia berdasarkan kemajuan terkini dalam penyelidikan nanokristal semikonduktor. Cat solar satu lapisan kini telah dibangunkan untuk reka bentuk sel solar titik kuantum. Walaupun penambahbaikan selanjutnya diperlukan untuk membangunkan strategi untuk peranti keadaan pepejal sepenuhnya di kawasan yang luas, usaha awal untuk menyediakan cat solar ini menawarkan kelebihan reka bentuk yang mudah dan sel solar generasi akan datang yang berdaya maju dari segi ekonomi. Sumber tenaga alternatif ini sesuai untuk permukaan yang tidak rata dan di mana panel pemanasan solar aktif konvensional tidak boleh diletakkan, seperti kereta atau peranti mudah alih secara amnya.
Penjanaan hidrogen, yang membawa kepada penghasilan cat solar berasaskan hidrogen, atau Solar Paint-H2. Ia berfungsi dengan mudah: hanya sapukan lapisan cat pada bumbung, pintu atau dinding luar menggunakan penggelek atau berus. Itu sahaja; sistem ini hanya memerlukan cahaya matahari dan wap air di udara. Bahan ini membolehkan anda menikmati pelbagai manfaat tenaga solar tanpa memasang panel fotovoltaik.
Secara teknikalnya, operasinya adalah berdasarkan penangkapan wap air dari udara dan pemeluwapannya. Kemudian, terima kasih kepada titanium oksida, cat bertindak sebagai semikonduktor untuk elektrolisis fotopemangkin air yang ditangkap. Dalam erti kata lain, ia menggalakkan penguraiannya menjadi molekul oksigen dan hidrogen. Hidrogen ini kemudiannya boleh dikumpulkan untuk digunakan sebagai bahan api dalam sel elektrokimia atau enjin.
Manfaat Cat Solar
Fotovoltaik solar atau Cat Solar –eH:
- Mudah untuk dihasilkan
- Lebih menjimatkan daripada panel berasaskan silikon
- Manfaatkan mana-mana permukaan
- Mudah digunakan (seperti mana-mana cat)
- Dalam proses dipasarkan sejak tahun 2018
Cat Hidrogen atau Solar –H2:
- Mudah untuk dihasilkan
- Mudah digunakan (seperti mana-mana cat)
- Manfaatkan mana-mana permukaan
- Mampu menjana tenaga yang bersih dan tidak terhad
Walaupun cara-cara baharu menjana tenaga ini mungkin kelihatan seperti mempunyai kelebihan, sebenarnya, buat masa ini, ia masih mempunyai beberapa kekurangan.
- Prestasi masih lebih rendah daripada cip silikon
- Ia memerlukan peralatan elektrik dan elektronik untuk pengurusan dan penggunaannya
Cat solar hidrogen atau Cat Solar -H2
- Kesukaran dalam menyimpan H2 yang dijana
- Masih dalam pembangunan
Cat Solar untuk rumah: realiti atau fiksyen?
Walaupun ia mungkin kelihatan seperti fiksyen sains, sebenarnya ini adalah alternatif yang akan kita dapat beli sendiri tidak lama lagi. Walau bagaimanapun, kita memerlukan bantuan profesional untuk menyelesaikan pemasangan lain yang diperlukan untuk menggunakannya. Ini termasuk sambungan elektrik untuk menyimpan tenaga, menukarkannya kepada arus ulang-alik untuk rumah, dan sebagainya. Kita tidak boleh lupa bahawa permukaan yang dicat dengan cat solar fotovoltaik akan bertindak seperti panel solar fotovoltaik. Dan untuk memanfaatkannya sepenuhnya, ia mesti disertakan dengan komponen lain seperti bateri, pengawal cas, penyongsang, dll
Berkenaan Cat Solar berasaskan hidrogen, kita boleh menganggapnya sebagai satu kenyataan, kerana kajian menunjukkan kebolehlaksanaan pengeluaran hidrogen. Walau bagaimanapun, masih memerlukan beberapa tahun sebelum kita boleh menggunakannya, memandangkan hidrogen ialah gas yang mesti ditangkap setelah dijana, dan langkah ini belum diselesaikan sepenuhnya dengan cat solar. Tetapi memandangkan penghasilan hidrogen pada masa ini sangat mahal dan mencemarkan, kami yakin bahawa banyak syarikat akan berminat untuk berusaha menyelesaikan masalah penangkapan hidrogen yang dijana oleh Cat Solar.
Sumber: HogarSense
