Новый материал, преобразующий солнечный свет в тепло, может помочь создавать энергоэффективные здания

Учёные совершили прорыв в области солнечной энергетики, создав новый материал, способный напрямую преобразовывать солнечный свет в тепло с беспрецедентной эффективностью.

Разработка основана на тонких плёнках особой фазы оксида титана, Ti₄O₇, и может подстегнуть прогресс в самых разных областях — от постройки энергоэффективных зданий до получения чистой воды и экологичного производства топлива.

«Способность создавать тонкие фототермические покрытия на поверхностях небольшого размера открывает особые перспективы для пассивного опреснения воды, используя только солнечный свет и не требуя внешних затрат электроэнергии, в отличие от широко используемого процесса обратного осмоса», — говорит профессор Май Али Эль Хакани, возглавлявший исследовательскую группу.

Этот материал относится к группе материалов, известных как «фазы Магнели», которые представляют собой формы оксида титана с уникальными электрическими и химическими свойствами.

«Ti₄O₇ обычно синтезируется методами термического восстановления в порошкообразном виде, — говорит Лоик Пишон, аспирант INRS и первый автор публикации. — Эти методы, как правило, не позволяют синтезировать чистую фазу материала Ti₄O₇ и/или тонко контролировать его состав, морфологию и наноструктуру».

Он пояснил, что эти методы часто дают смешанные фазы и ограничивают потенциал материала, в частности его электропроводность, а также ограничивают его пригодность к использованию небольшими гранулами.

Чтобы преодолеть эти ограничения, команда профессора Эль Хакани применила магнетронное распыление — метод осаждения тонких плёнок, широко используемый в полупроводниковой промышленности. Этот метод плазменного осаждения позволил им нанести покрытия Ti₄O₇ толщиной всего в несколько сотен нанометров на различные