Polski wynalazek odmieni ogniwa solarne. Są już patenty

Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego stworzyli nową, oszczędną technologię galwanizacji. To może być rewolucja w rozwoju organicznych ogniw solarnych.

Publikacja: 03.09.2024 07:57

Tradycyjne metody galwanizacji odchodzą do lamusa? Naukowcy z UJ wynaleźli nową technologię, która m

Tradycyjne metody galwanizacji odchodzą do lamusa? Naukowcy z UJ wynaleźli nową technologię, która może znaleźć szerokie zastosowanie w przemyśle

Foto: adobestock

Opracowana na UJ metoda cienkowarstwowego powlekania materiałów w drodze elektrolitycznej, w sposób przypominający drukowanie, otwiera nowe możliwości w zakresie tzw. elektroosadzania. Umożliwia bowiem stosowanie elektrolizy bez konieczności zanurzania powlekanych obiektów w roztworach. Poza tym otwiera ona nowe możliwości w zakresie zarówno doboru powlekanych materiałów, jak i substancji, którymi mają być one pokryte. Eksperci zwracają uwagę, że technologia ta pozwala zarządzać pracą elektrod w sposób, w którym pokrywanie powierzchni przypomina drukowanie. Możliwe jest więc tworzenie określonych obrazów, wzorów czy linii, jak również precyzyjne ustalanie grubości powłoki pokrywającej dany materiał. Co więcej, polski wynalazek ma potencjał wdrożenia w skali przemysłowej.

Naukowcy wskazują na zalety – jego stosowanie wymaga minimalnych ilości materiałów chemicznych, a dodatkowo ma właściwości, które mogą przyczynić się do szybszego rozwoju organicznych ogniw solarnych III generacji (nową metodą można pokrywać różnego typu materiały warstwami o grubości liczonej zaledwie w nanometrach).

Co daje nowa technologia galwanizacji

Wspomniane elektroosadzanie to proces powlekania różnego rodzaju powierzchni cienką warstwą określonej substancji w drodze reakcji elektrochemicznych. W ten sposób można choćby zabezpieczać materiały przed korozją lub uzyskiwać powierzchnie o właściwościach przewodnictwa elektrycznego. Nie mówiąc już o zmianie estetyki materiałów. Jak podaje twórca nowej technologii, prof. dr hab. Jakub Rysz z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ, dotychczas stosowane metody osadzania elektrolitycznego wymagają zużycia dużej ilości zasobów, co powoduje, że są one jednocześnie kosztowne i nieekologiczne. A nowa metoda zmienia na tym polu reguły gry. Badacze podkreślają, że elektroosadzanie możliwe jest z tak małą ilością elektrolitów, że można je niemal pominąć w rachunku ekonomicznym.

Czytaj więcej

Powstało okno idealne. Samo się odmraża i pozyskuje prąd z deszczu

– W powszechnie przyjętych metodach galwanizacji powlekane materiały trzeba w całości zanurzyć w elektrolicie, a to bardzo podnosi koszty – tłumaczy prof. Rysz. – Nasza metoda całkowicie z tym zrywa. Dowiedliśmy, że elektroosadzanie można wykonać niemal na sucho, przy znikomej ilości elektrolitu, a więc bez zanurzania obiektów w roztworach – kontynuuje.

Jak wyjaśnia, w tym wypadku potrzeba jedynie utworzyć „menisk” elektrolitu, który wypełni przestrzeń między powlekanym podłożem a mobilną głowicą z elektrodami. – Stosując tę metodę, można równie skutecznie powlekać materiały bez potrzeby zużywania tak dużych ilości zasobów – dodaje.

Produkcja innowacyjnych szyb

Na czym w praktyce polega odkrycie? Otóż między powlekaną powierzchnią a głowicą umieszczoną nad nią w odległości mniejszej niż 1 mm nanosi się niewielką ilość elektrolitu, który tworzy menisk (zakrzywiona powierzchnia cieczy) o szerokości do kilku milimetrów, tak by ciecz wypełniła przestrzeń między głowicą z elektrodami i podłożem. W procesie elektroosadzania menisk wraz z głowicą można przemieszczać po powlekanej powierzchni (sterowanie wspomaga prosty system dozowników i odsysaczy elektrolitu, które pracują w obrębie głowicy). Dzięki temu zużywana jest minimalna ilość roztworu. Elektrolit w trakcie pracy elektrod można uzupełniać lub wymieniać, a to oznacza, że całą operację można przeprowadzać na większych powierzchniach. Opracowana metoda może być rozszerzona o fotoosadzanie, co daje zupełnie nowe techniki nanoszenia powłok na powierzchniach.

– Przykładając w elektrodzie różne potencjały, możemy pewne obszary podłoża pokrywać cieńszymi warstwami, inne grubszymi, a w jeszcze innych zaprzestać pokrywania – zaznacza prof. Rysz. I dodaje, że opracowana metoda ma potencjał, by znaleźć szerokie zastosowanie w przemyśle.

Czytaj więcej

Białostocka innowacja dla rowerzystów. Polska firma chce podbić świat

Nową technologią można wykonywać powłoki o grubości nanometrów. Możliwe jest powlekanie materiałów różnymi metalami stosowanymi w galwanizacji – tlenkami metali o właściwościach półprzewodnikowych. – Stosując technikę fotoosadzania, możemy pokrywać np. cienkimi warstwami szlachetnych metali powierzchnie szklane czy ceramiczne, produkować szyby elektrochromowe, które przyciemniają się pod wpływem przyłożonego napięcia lub światła słonecznego, możliwe jest wytwarzanie podłoży o większej powierzchni, które są potrzebne do stosowania w organicznych ogniwach solarnych III generacji – wylicza Rysz.

Wynalazek objęto ochroną patentową na terenie Polski i zagranicy, co oznacza, że może być udzielana na niego licencja.

Opracowana na UJ metoda cienkowarstwowego powlekania materiałów w drodze elektrolitycznej, w sposób przypominający drukowanie, otwiera nowe możliwości w zakresie tzw. elektroosadzania. Umożliwia bowiem stosowanie elektrolizy bez konieczności zanurzania powlekanych obiektów w roztworach. Poza tym otwiera ona nowe możliwości w zakresie zarówno doboru powlekanych materiałów, jak i substancji, którymi mają być one pokryte. Eksperci zwracają uwagę, że technologia ta pozwala zarządzać pracą elektrod w sposób, w którym pokrywanie powierzchni przypomina drukowanie. Możliwe jest więc tworzenie określonych obrazów, wzorów czy linii, jak również precyzyjne ustalanie grubości powłoki pokrywającej dany materiał. Co więcej, polski wynalazek ma potencjał wdrożenia w skali przemysłowej.

Pozostało 85% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Biznes Ludzie Startupy
Polski dron łowca upoluje wrogie bezzałogowce. Niszczy je w zaskakujący sposób
Biznes Ludzie Startupy
Jak sprytnie przekonać niezadowolonych z produktów i usług? Polska firma ma patent
Biznes Ludzie Startupy
Przychodzi sztuczna inteligencja do lekarza... Polska firma zlikwiduje kolejki
Biznes Ludzie Startupy
Polak na liście najbardziej wpływowych osób w AI. Jego firma budzi kontrowersje
Biznes Ludzie Startupy
Autonomiczne pojazdy z Polski? Rodzime firmy planują światową ekspansję w AI
Materiał Promocyjny
Jak wygląda auto elektryczne