Plazmonički alternativni materijali za konverziju solarne energije

Datum početka projekta
01.06.2017.
Datum kraja projekta
31.05.2019.
Status
Aktivan
Kategorija projekta
Projekti Hrvatske zaklade za znanost
Ugovoreni iznos financiranja
1.074.000 HRK

Općeprihvaćen temelj ublažavanja efekata klimatskih promjena jest upotreba obnovljivih i održivih izvora energije, od kojih je osnovna upravo sunčeva energija. Efikasna konverzija solarne energije (KSE) će omogućiti fotovoltaicima, foto-termalnim tehnologijama, kao i tehnologiji skladištenja vodika na bazi svjetla da zamjene fosilna goriva i smanje proizvodnju stakleničkih plinova. Kao obećavajući put ka poboljšanju KSE se nedavno pojavilo područje plazmonike. Prilikom pobude plazmoničkih rezonancija unutar metalnih nano-struktura javlja se jaka interakcija između svjetla i materije koja može omogućiti vrlo efikasno iskorištavanje sunčevog svjetla. Iako je nekolicina eksperimenata pokazala prednosti koje plazmonika pruža za KSE, svi su temeljeni na rijetkim i skupim plazmoničkim materijalima poput zlata i srebra te koriste tehonloški vrlo zahtjevne metode nano-strukturiranja.

Unutar ovog projekta planiramo povećati efikasnost KSE iskorištavanjem plazmoničkih svojstava širokodostupnih materijala poput aluminija i bakra, te njihovih legura sa srebrom i zlatom. Čini se da loša svojstva tih materijala za određene plazmoničke primjene poput vođenja valova i senzora mogu biti zaobiđena za primjene KSE-a. Navedeni materijali će biti nano-strukturirani korištenjem metoda tankih slojeva i post-depozicijskih tehnika koje su pogodne za niske cijene i masovnu proizvodnju budućih sustava. Potencijalne prednosti i ograničenja tih materijala će se istražiti korištenjem elektrodinamičkih i ab-initio simulacija, te verificirane izradom i karakterizacijom uzoraka. Metalne nano-strukture će biti optimizirane za specifične KSE sustave. Naročito ćemo se fokusirati na cijepanje vode i generiranje vodene pare kao reprezentativnih primjera KSE na velikim i malim skalama. Uspješno ostvarenje projektnih ciljeva će podići potencijal plazmonike iznad nivoa demonstracije i započeti put njezine uspješne implementacije u stvarnim industrijskim primjenama efikasnog iskorištavanja sunčevog svjetla.

Glavni istraživač / voditelj

Ostali suradnici

Boris Okorn

Zoran Ereš

Josep Ferre-Borrull

Ivana Fabijanić

Stefano Mezzasalma